TWI822053B - 薄膜卷的製造方法及用於薄膜卷的製造之凸部調整系統 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題,在於提供一種薄膜卷的製造方法及用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,其能夠使捲狀故障不致發生,適合於藉由能夠將配向角變動抑制得較小之廣寬之薄膜加工所進行之製造。
一種薄膜卷的製造方法,藉由溶液或熔融流延法進行;其特徵為:至少具有:薄膜形成步驟;前述薄膜表面之寬度方向之凸部調整步驟;前述薄膜之兩端部之修整步驟;以及藉由前述修整步驟修整之薄膜之捲取步驟,前述凸部調整步驟,係調整前述凸部之數量、高度及位置之步驟,藉由對於前述薄膜局部性加熱,在使前述凸部之數量為寬度方向每1m有1~10個之範圍內,使前述凸部之高度為0.05~0.50μm之範圍內,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向連續性移動之方式進行調整。
Description
本發明,係關於薄膜卷的製造方法及用於薄膜卷的製造之凸部調整系統。更詳細而言,係關於一種薄膜卷的製造方法及用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,其能夠使捲狀故障不致發生,適合於藉由能夠將配向角變動抑制得較小之廣寬之薄膜加工所進行之製造。
近年來,隨著顯示裝置用途擴大,係追求顯示裝置之高畫質化、高精細化。最近係市售有4K電視(具有超高畫質電視之大約4倍畫素數之電視)。
並且,未來係追求8K電視等能夠進一步高對比化之顯示裝置。
除此之外,尚有使顯示裝置大型化之需求,針對該顯示裝置所具備之薄膜,亦追求使所供給之薄膜卷寬度更寬廣,並有提供伴隨捲體故障之薄膜損傷少且於薄膜之寬度方向之配向角變動小之薄膜之需求。
關於薄膜卷的製造方法,於專利文獻1揭示有一種技術,係於薄膜延伸之後、修整之前進行振盪切割(於捲取前置步驟,在基端邊裂部使薄膜基部往寬度方向移動,並進行邊裂)之技術。
然而,就使捲狀故障不致發生、將配向角變動抑制得較小之方面而言不夠充分。
另一方面,於專利文獻2中記載有一種製作延伸薄膜之捲繞體(稱為「薄膜卷」)之技術,其係為改善前述問題,將受到振盪(例如使支承被搬運之薄膜之裝置週期性移動)之狀態之長條之延伸前薄膜之兩端部進行修整,使薄膜延伸,並再度進行修整,藉此抑制暴筋及水平步階紋(laterally stepped pattern)等之連續性厚度不均所導致之問題,並且能夠將配向角變動抑制得較小。
然而,本發明之發明者等,就開頭所述之需求,使用前述揭示技術製造大型薄膜卷體之結果,發現即便運用前述技術亦會殘留有配向角變動之紊亂,而尚有改善餘地。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-255409號公報
[專利文獻2]日本特開2015-123605號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明係有鑑於前述問題、狀況,課題在於提供一種薄膜卷的製造方法及用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,其能夠使捲狀故障不致發生,適合於藉由能夠將配向角變動抑制得較小之廣寬之薄膜加工所進行之製造。
[解決問題之技術手段]
本發明之發明者,為解決前述課題,針對前述問題進行評估之結果,發現於製造薄膜卷之際,藉由對於薄膜局部性加熱,調整前述薄膜表面之寬度方向之凸部之數量、高度及位置,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向連續性移動之方式進行調整,藉此能夠解決前述課題,而獲得本發明。
亦即,本發明之前述課題,係藉由以下之手段解決。
1.一種薄膜卷的製造方法,係藉由溶液或熔融流延法進行;其特徵為:至少具有:薄膜形成步驟;前述薄膜表面之寬度方向之凸部調整步驟;前述薄膜之兩端部之修整步驟;以及藉由前述修整步驟修整之薄膜之捲取步驟,前述凸部調整步驟,係調整前述凸部之數量、高度及位置之步驟,藉由對於前述薄膜局部性加熱,在使前述凸部之數量為寬度方向每1m有1~10個之範圍內,使前述凸部之高度為0.05~0.50μm之範圍內,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向連續性移動之方式進行調整。
2.如第1項所述之薄膜卷的製造方法,其中,於前述修整步驟,在修整前述薄膜之兩端部之前,不使前述薄膜往前述薄膜之寬度方向振盪。
3.如第1項或第2項所述之薄膜卷的製造方法,其中,於前述凸部調整步驟,係藉由對於前述薄膜局部性加熱,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向排列在大致直線上之方式進行調整,並且,使前述大致直線對於前述薄膜表面之長度方向之斜率之絕對值為0.01~0.6°之範圍內。
4.如第1項至第3項中任一項所述之薄膜卷的製造方法,其中,前述局部性加熱,係藉由配置於薄膜之寬度方向及長度方向之紅外線加熱器進行,於前述薄膜之寬度方向,紅外線加熱器之熱源部係以10~100mm之間隔配置,並且,該熱源部係於薄膜之長度方向配置於與寬度位置不同之位置,連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線之平均斜率,係對於長度方向為2~45°之範圍內。
5.如第1項至第4項中任一項所述之薄膜卷的製造方法,其中,前述紅外線加熱器之中央部之熱量A與紅外線加熱器之端部之熱量之平均值B,係滿足下述式(1),
。
6.如第1項至第5項中任一項所述之薄膜卷的製造方法,其中,於前述修整步驟之後,不對於前述薄膜施加滾花加工。
7.如第1項至第6項中任一項所述之薄膜卷的製造方法,其中,對於前述薄膜之寬度方向往斜向以下述步驟1~步驟3之順序測定之膜厚值之各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V),係0.02~0.40μm之範圍內;
步驟1:
於薄膜之端部之任意位置測定膜厚之後,於每次測定,係測定從前述任意位置往寬度方向移動10mm,且往長度方向移動30mm之位置之膜厚,並記錄寬度位置、長度位置、膜厚值,並重覆該流程至另一方之薄膜之端部為止;
步驟2:
於前述步驟1之結束後,至長度方向之移動位置之合計距離到達1000m為止,進行與前述步驟1相同之測定;
步驟3:
根據自前述步驟1及前述步驟2取得之大量膜厚資料,將相同寬度位置之膜厚值進行平均處理,而求取各個寬度位置之長度平均膜厚值;從其中算出最大值與最小值之高低差(P-V)。
8.一種用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,係具有調整薄膜表面之寬度方向之凸部之數量、高度及位置之凸部調整步驟;其特徵為:具有:
膜厚取得手段,係取得前述凸部調整步驟之途中或結束後之薄膜之膜厚分布;
判定手段,係根據前述膜厚分布之資料,判定前述寬度方向之前述凸部之數量是否為每1m有1~10個之理想值之範圍內,及判定前述寬度方向之前述凸部高度是否為0.05~0.50μm之理想值之範圍內;以及
於前述判定手段,判定前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方或其中一方為理想值之範圍外之情形,以使前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方皆成為理想值之範圍內之方式,藉由紅外線加熱器對於前述薄膜進行局部性加熱之手段。
[發明之效果]
藉由本發明前述手段,能夠提供一種薄膜卷的製造方法及用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,其能夠使捲狀故障不致發生,適合於藉由能夠將配向角變動抑制得較小之廣寬之薄膜加工所進行之製造。
就本發明之效果之顯現機制或作用機制而言,雖並非確切,然而可推測如下。
本發明之發明者們,係於前述之專利文獻1及專利文獻2所揭示之薄膜之延伸前與延伸後,在修整之前進行振盪,藉此進行關於使薄膜性能提升之技術之考察。
於專利文獻1中,於薄膜之延伸後,亦即於使配向角整齊之狀態下進行振盪操作,因此會使配向角紊亂。
於專利文獻2中,於薄膜之延伸前,亦即於使配向角整齊前之狀態下進行振盪操作,因此能夠抑制配向角之紊亂,然而配向角之紊亂仍會殘留。
在此,所謂振盪操作,係有於巨觀尺度使薄膜表面之寬度方向之凹凸產生位置變化,例如防止於形成捲體之際發生凸部重疊之技術,然而使用該技術之薄膜,會於捲取時不均勻地將空氣接收至薄膜卷體,該空氣會隨時間經過逐漸脫離,故會因此產生捲體之變形,例如變形為鏈條狀,而因此於薄膜產生折痕或損傷等,於組裝至顯示裝置之際會成為問題。
在此,本發明之發明者們,係推測為因將薄膜表面之寬度方向之凸部數量及凸部高度控制於一定範圍內,以使凸部位置於薄膜表面之長度方向連續性移動之方式進行調整,藉此防止捲取時之薄膜之凸部重疊,而藉此能夠極佳地控制對於薄膜卷體之空氣之接收量,而解決本案課題。
本發明之薄膜卷的製造方法,係一種薄膜卷的製造方法,藉由溶液或熔融流延法進行;其特徵為:至少具有:薄膜形成步驟;前述薄膜表面之寬度方向之凸部調整步驟;前述薄膜之兩端部之修整步驟;以及藉由前述修整步驟修整之薄膜之捲取步驟,前述凸部調整步驟,係調整前述凸部之數量、高度及位置之步驟,藉由對於前述薄膜局部性加熱,在使前述凸部之數量為寬度方向每1m有1~10個之範圍內,使前述凸部之高度為0.05~0.50μm之範圍內,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向連續性移動之方式進行調整。
該特徵,係與下述各實施形態(態樣)共通或對應之技術性特徵。
本發明之實施形態,以發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為:於前述修整步驟,在修整前述薄膜之兩端部之前,不使前述薄膜往前述薄膜之寬度方向振盪。
以使薄膜之凸部彼此不至於捲取步驟重疊,不致產生多餘之空氣層之觀點而言,較佳為:於前述凸部調整步驟,係藉由對於前述薄膜局部性加熱,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向排列在大致直線上之方式進行調整,並且,使前述大致直線對於前述薄膜表面之長度方向之斜率之絕對值為0.01~0.6°之範圍內。
以膜厚控制性、穩定性之觀點,以及使各個熱源部保持適當間隔之觀點而言,較佳為:前述局部性加熱,係藉由配置於薄膜之寬度方向及長度方向之紅外線加熱器進行,於前述薄膜之寬度方向,紅外線加熱器之熱源部係以10~100mm之間隔配置,並且,該熱源部係於薄膜之長度方向配置於與寬度位置不同之位置,連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線之平均斜率,係對於長度方向為2~45°之範圍內。
以發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為:前述紅外線加熱器之中央部之熱量A與紅外線加熱器之端部之熱量之平均值B,係滿足前述式(1)。
以抑制空氣接收過剩之觀點而言,較佳為:於前述修整步驟之後,不對於前述薄膜施加滾花加工。
以發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為:對於前述薄膜之寬度方向往斜向以前述步驟1~步驟3之順序測定之膜厚值之各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V),係0.02~0.40μm之範圍內。
本發明之用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,係一種用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,具有調整薄膜表面之寬度方向之凸部之數量、高度及位置之凸部調整步驟;其特徵為:具有:膜厚取得手段,係取得前述凸部調整步驟之途中或結束後之薄膜之膜厚分布;判定手段,係根據前述膜厚分布之資料,判定前述寬度方向之前述凸部之數量是否為每1m有1~10個之理想值之範圍內,及判定前述寬度方向之前述凸部高度是否為0.05~0.50μm之理想值之範圍內;以及於前述判定手段,判定前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方或其中一方為理想值之範圍外之情形,以使前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方皆成為理想值之範圍內之方式,藉由紅外線加熱器對於前述薄膜進行局部性加熱之手段。
藉此,能夠發揮本發明之效果而解決課題。
以下,針對本發明及其構成元件,以及用以實施本發明之形態、態樣詳細地說明。又,於本案中,「~」係意指包含記載於其前後的數值作為下限值及上限值。
[本發明之薄膜卷的製造方法之概要]
本發明之薄膜卷的製造方法,係一種薄膜卷的製造方法,藉由溶液或熔融流延法進行;其特徵為:至少具有:薄膜形成步驟;前述薄膜表面之寬度方向之凸部調整步驟;前述薄膜之兩端部之修整步驟;以及藉由前述修整步驟修整之薄膜之捲取步驟,前述凸部調整步驟,係調整前述凸部之數量、高度及位置之步驟,藉由對於前述薄膜局部性加熱,在使前述凸部之數量為寬度方向每1m有1~10個之範圍內,使前述凸部之高度為0.05~0.50μm之範圍內,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向連續性移動之方式進行調整。
本發明,係藉由前述手段,能夠於薄膜之捲取步驟適度將空氣層接收至薄膜卷,而能夠避免接收空氣不均勻,故具有防止薄膜彼此相向之接觸面整面適度產生些微接觸,不致產生鏈狀等之捲狀不良,而防止於輸送當中產生偏捲之效果。
本發明之薄膜之製膜,係藉由溶液流延製膜法或熔融流延製膜法進行,然而特別是因溶液流延製膜法能夠獲得均勻表面,故較佳。
首先,於以下針對本發明之主要用語之意義進行說明。
<關於凸部之用語之定義>
於本發明中,所謂「凸部」,係藉由膜厚測定所測定、觀察之光學薄膜之厚度之凹凸形狀之峰及谷之高度當中,比平均膜厚更高亦即更厚之部分。
詳情係如下述所示。
凸部之狀態之測定、評價,係於薄膜之端部之任意位置測定膜厚之後,於每次測定,係測定從前述任意位置往寬度方向移動10mm,且往長度方向移動30mm之位置之膜厚,並重複該流程至另一方之薄膜之端部為止,藉由高斯濾波處理去除雜訊,獲得寬度方向之膜厚分布,根據該分布測定、評價凸部之狀態(最後之凸部之數量、高度及位置,係自後述之切斷步驟後之薄膜之端部進行測定)。
又,本發明中所謂「薄膜之端部」,係指從薄膜(輥)之寬度方向之末端起往內側15~30mm之範圍內之區域部分,所謂「薄膜卷」,係指捲成輥狀之薄膜。
(凸部之個數)
藉由將前述操作所獲得之寬度方向之各膜厚之測定值取平均值而決定平均膜厚,如圖1般之寬度方向之膜厚分布比平均膜厚更厚之部分,係以於寬度方向上連續50mm以上之部分作為凸部,並以該部分之數量作為凸部之個數。
若前述凸部之個數過多,則各個峰會變得銳利而導致薄膜產生變形,若個數過少,則於捲取薄膜時,應力會集中於少數凸部,導致產生扭曲等。
因此,使前述凸部之數量為寬度方向每1m有1~10個之範圍內,藉此能夠發揮本發明之效果。
(凸部之位置及高度)
並且,將藉由前述方法所決定之各凸部中佔最大值之位置作為凸部之位置,並將自該凸部之最大值減去寬度方向之平均膜厚之值作為各凸部之高度h。
若前述凸部之高度過高,則長時間擱置薄膜卷後會於山腳部產生鏈狀,若凸部之高度過低則無法獲得使膜厚分散之效果。
因此,使前述凸部之高度為0.05~0.50μm之範圍內,藉此能夠發揮本發明之效果。
並且,凸部之位置,係以能夠於前述薄膜表面之長度方向連續性移動之方式進行調整,藉此於薄膜捲取時能夠使凸部彼此不致重疊,而能夠進一步提高前述凸部個數或高度之調整功能之效果。
又,前述之膜厚,係使用線內遲滯/膜厚測定裝置RE-200L2T-Rth+膜厚(大塚電子(株)製)進行測定。
1.藉由溶液流延製膜法所進行之薄膜卷的製造方法
將表示本發明之薄膜卷的製造方法之製造步驟之流程之流程圖表示於圖2。
就以下之溶液流延製膜法,一邊參照圖2及圖3一邊進行說明。
藉由本發明之溶液流延製膜法所進行之薄膜卷的製造方法,係包含薄膜形成步驟(S1)、凸部調整步驟(S2)、修整步驟(S3)及捲取步驟(S4)。
(1.1)薄膜形成步驟(S1)
(1.1.1)調製膠漿
於薄膜形成步驟(S1),係首先於攪拌裝置1之攪拌槽1a至少攪拌樹脂及溶劑,而調製流延至支承體3(無端環帶)上之膠漿。
以下,作為本發明之一實施形態,係以使用環烯烴系樹脂(以下亦稱為「COP」)作為熱可塑性樹脂而調製膠漿之情形作為一例進行說明,然而本發明不限於此。
對於以環烯烴系樹脂(COP)之良溶劑為主之溶劑,於溶解梭中將該COP或視情形與其他化合物一邊攪拌一邊溶解以調製膠漿,或者,對於該COP溶液,視情形混合其他化合物溶液以調製作為主溶解液之膠漿。
(樹脂之濃度)
針對樹脂之種類等之詳情係後述。
膠漿中之環烯烴系樹脂(COP)之濃度,若較濃則能夠使流延至支承體後之乾燥負荷降低,故較佳。
然而,若COP濃度過濃,則會導致過濾時之負荷增加而使精度惡化。
為兼顧該等之濃度,為10~35質量%之範圍內為佳,更佳為15~30質量%之範圍內。
(溶劑)
作為前述溶劑,係使用良溶劑及弱溶劑之混合溶劑。
使用於膠漿之溶劑,雖單獨使用或併用兩種以上亦可,然而就生產效率而言將環烯烴系樹脂(COP)之良溶劑及弱溶劑混合使用為佳,就COP之溶解性而言使良溶劑較多為佳。
良溶劑與弱溶劑之混合比率之較佳範圍,係良溶劑為70~98質量%之範圍內,弱溶劑為2~30質量%之範圍內。
又,於本發明中,所謂良溶劑、弱溶劑,係將能夠單獨溶解所使用之環烯烴系樹脂(COP)者定義為良溶劑,將單獨使用會造成膨潤或無法溶解者定義為弱溶劑。
因此,視COP之平均置換度,良溶劑、弱溶劑會有所改變。
本發明所使用之良溶劑雖並未特別限定,然而可舉出二氯甲烷等之有機鹵素化合物,或二氧雜環戊烷類、丙酮、乙酸甲酯、乙醯乙酸甲酯等。
特佳為二氯甲烷或乙酸甲酯。
並且,本發明所使用之弱溶劑雖未特別限定,然而例如以甲醇、乙醇、n-丁醇、環己烷、環己酮等為佳。
並且,於膠漿中含有0.01~2質量%之水為佳。
並且,使用於溶解環烯烴系樹脂(COP)之溶劑,係回收於薄膜製膜步驟藉由乾燥自薄膜去除之溶劑,並將該溶劑進行再利用。
於回收溶劑中,雖含有微量之添加至COP之添加劑,例如可塑劑、紫外線吸收劑、聚合物、單體成分等,然而即便含有該等添加劑亦不妨進行再利用,若有必要亦可進行純化而進行再利用。
作為前述記載之調製膠漿時之COP之溶解方法,係能夠使用一般方法。
具體而言,以於常壓進行之方法、於主溶劑之沸點以下進行之方法、於主溶劑之沸點以上進行加壓之方法為佳,若組合加熱與加壓則能夠於常壓下加熱至沸點以上。
並且,以於溶劑之常壓下之沸點以上並且於加壓下溶劑不致沸騰之範圍之溫度,一邊加熱一邊攪拌溶解之方法,係能夠防止稱為凝膠或結塊之塊狀未溶解物產生,故亦佳。
並且,將環烯烴系樹脂(COP)與弱溶劑混合而使該COP濕潤或膨潤之後,再添加良溶劑進行溶解之方法亦佳。
加壓係藉由壓入氮氣等之惰性氣體之方法,或藉由加熱使溶劑之蒸氣壓上升之方法進行亦可。
加熱係從外部進行為佳,例如外套式者容易進行溫度控制故較佳。
添加溶劑後之加熱溫度,以溫度環烯烴系樹脂(COP)之溶解性而言較高為佳,然而若加熱溫度過高則所必須之壓力會增大,導致生產性惡化。
較佳之加熱溫度係30~120℃之範圍內,60~110℃之範圍內更佳,70~105℃之範圍內又更佳。
並且,壓力係以在設定溫度下不致使溶劑沸騰之方式進行調整。
或者,使用冷卻溶解法亦佳,藉此能夠將環烯烴系樹脂(COP)溶解於乙酸甲酯等之溶劑。
(過濾)
接著,使用濾紙等適當之過濾材料將該環烯烴系樹脂(COP)溶液(溶解當中或溶解後之膠漿)過濾為佳。
作為過濾材料,雖為去除不溶物等以絕對過濾精度小者為佳,然而若絕對過濾精度過小,則會有過濾材料容易發生堵塞之問題。
因此,以絕對過濾精度0.008mm以下之過濾材料為佳,0.001~0.008mm之範圍內之過濾材料更佳,0.003~0.006mm之範圍內之過濾材料又更佳。
過濾材料之材質並未特別限制,能夠使用一般過濾材料,然而聚丙烯、鐵氟龍(註冊商標)等塑膠製之過濾材料或不鏽鋼等金屬製之過濾材料,不會有纖維脫落等之情事,故較佳。
藉由過濾,去除、減少原料之環烯烴系樹脂(COP)所含有之雜質,特別是亮點異物為佳。
所謂亮點異物,係指將2枚偏光板配置為正交偏光狀態,於其間配置薄膜等,從其中一方之偏光板側照射光,並從另一方之偏光板側觀察時,能夠觀察到來自相反側之光洩漏之點(異物),較佳為直徑0.01mm以上之亮點數係200個/cm
2以下。
更佳為100個/cm
2以下,又更佳為50個/cm
2以下,再更佳為0~10個/cm
2以下。
並且,0.01mm以下之亮點亦較少為佳。
膠漿之過濾雖能夠以一般方法進行,然而以於溶劑之常壓下之沸點以上並且於加壓下溶劑不致沸騰之範圍之溫度,一邊加熱一邊過濾之方法,係能夠使過濾前後之過濾壓之差(稱為差壓)之上升較小,故較佳。
較佳之溫度係30~120℃之範圍內,45~70℃之範圍內更佳,45~55℃之範圍內又更佳。
過濾壓係較小為佳。
具體而言,係1.6MPa以下為佳,1.2MPa以下更佳,1.0MPa以下又更佳。
(1.1.2)膠漿之流延
將流延至支承體3上之膠漿,通過加壓型定量齒輪泵等,藉由導管送液至流延模具2,並從流延模具2將膠漿流延至無限進行移送之旋轉驅動不鏽鋼製無端環帶所成之支承體3上之流延位置。
此時,流延模具2之斜率,亦即從流延模具2對於支承體3之膠漿之吐出方向,係以對於支承體3之面(流延有膠漿之面)之法線之角度為0~90°之範圍內之方式適當設定即可。
此時,於支承體3上加熱,使溶劑蒸發至能夠藉由剝離滾輪(亦稱為「輥」)4從支承體3剝離流延膜5。
又,流延膜5固化而能夠剝離之後之流延膜係僅稱為「薄膜」。
(溶劑蒸發方法)
前述蒸發,係於5~75℃之範圍內之環境下進行為佳。
為使溶劑蒸發,係有使熱風接觸流延膜上面之方法及/或從支承體3之背面藉由液體傳熱之方法,以及藉由輻射熱從表裏進行傳熱之方法等,然而藉由輻射熱從表裏傳熱之方法乾燥效率良好,故較佳。
並且,組合該等之方法亦佳。
(流延之寬度)
流延(澆鑄)之寬度,以生產性之觀點而言係1.3m以上為佳。
更佳為1.3~4.0m之範圍內。
若流延(澆鑄)之寬度不超過4.0m,則於製造步驟中不致產生斑紋,且其後之於搬運步驟中穩定性高。
以搬運性、生產性之觀點而言,係1.3~3.0m之範圍內更佳。
(支承體)
於膠漿之流延之支承體3,係表面經鏡面加工者為佳,藉由一對滾輪3a、3b及位於該等之間之複數個滾輪保持。
於滾輪3a及3b之其中一方或雙方,係設有對於支承體3賦予張力之驅動裝置,藉此支承體3被施加有張力而在緊張狀態下受到使用。
作為支承體3,係使用不鏽鋼帶或於表面施加鍍敷之為鑄造物之滾筒為佳。
膠漿之流延之支承體3之表面溫度,係-50℃~溶劑之沸點之範圍內之溫度,溫度較高則能夠使流延膜之乾燥速度加快,故較佳。
較佳之支承體溫度係0~55℃之範圍內,22~ 50℃之範圍內更佳。
控制支承體3之溫度之方法並未特別限制,然而有噴吹熱風或冷風之方法,或使溫水接觸支承體之裏側之方法。
使用溫水能夠更有效率地進行熱傳達,而使支承體達到一定溫度之時間更短,故較佳。
於使用熱風之情形,係有使用比目標溫度更高溫之風之情形。
<薄膜形成步驟中之膜厚控制手段>
於本發明之薄膜卷的製造方法中,以發揮本發明之效果之觀點而言,對於薄膜之寬度方向往斜向以下述步驟1~步驟3之順序測定之膜厚值之各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V),係0.02~0.40μm之範圍內為佳。
步驟1:
於薄膜之端部之任意位置測定膜厚之後,於每次測定,係測定從前述任意位置往寬度方向移動10mm,且往長度方向移動30mm之位置之膜厚,並記錄寬度位置、長度位置、膜厚值,並重複該流程至另一方之薄膜之端部為止。
步驟2:
於前述步驟1之結束後,至長度方向之移動位置之合計距離到達1000m為止,進行與前述步驟1相同之測定。
步驟3:
根據自前述步驟1及前述步驟2取得之大量膜厚資料,將相同寬度位置之膜厚值進行平均處理,而求取各個寬度位置之長度平均膜厚值。從其中算出最大值與最小值之高低差(P-V)。
為將對於本發明之薄膜之寬度方向往斜向以前述步驟1~步驟3之順序測定之膜厚值之各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V)調節為指定值,於薄膜形成步驟中,例如能夠舉出以下之三個膜厚控制手段。
並且,於凸部調整步驟中,亦能夠將前述之長度平均膜厚之最大高低差(P-V)調節為指定值,對此係於凸部調整步驟中後述。
並且,組合該等之手段亦佳。
(膜厚控制手段1:泵浦脈動之間距控制)
藉由控制泵浦脈動之間距之方法控制膜厚。
雖已知有於至流延模具之配管內之膠漿送液(於熔融之情形係樹脂之擠出)中使用高精度齒輪泵之方法,然而齒輪泵係能夠藉由其齒輪比控制泵浦之旋轉速度,而藉此控制泵浦脈動之間距,故送液時之脈動會大幅影響長度之膜厚、長度平均膜厚之平均最大高低差(P-V)。
在此,針對泵浦之送液能力進行補充說明。
於膠漿之流延中,從泵浦至流延模具之配管之長度若非過短,則不致受到泵浦之旋轉速度影響而不致使脈動增大,若非過長則不致導致壓力損耗過大,能夠防止泵浦送液能力超過下限而低落之情事。
並且,泵浦之旋轉速度若非過慢,則能夠防止泵浦送液能力低落之情事,若非過快則不致導致壓力損耗過大,能夠防止送液能力低落之情事。
以前述觀點而言,較佳為使從泵浦至流延模具之配管之長度為50~100m之範圍內,並調節膠漿送液(於熔融之情形係樹脂之擠出)時所使用之齒輪泵之齒輪比,使泵浦之旋轉速度為10~50rpm之範圍內為佳。
(膜厚控制手段2:藉由熱螺栓進行之膜厚控制)
藉由流延模具之熱螺栓控制初期吐出膜厚。
發明所屬技術領域具有通常知識者,為提高膠漿之流延之膜厚之均一性,對於溶液流延製膜法及熔融流延製膜法皆能夠舉出控制流延模具之唇部分之狹縫間隔之方法。
例如,雖於擠出黏度高之膠漿(包含熔體)之際,前述狹縫間隔之寬度會產生不均,然而為防止如此情事,係有於寬度設置複數根熱螺栓以控制狹縫間隔之方法。
然而,此方法係有熱螺栓數量在實體上有設置極限之問題。
並且,為抑制使前述狹縫間隔之寬度產生不均之於寬度之壓力變動,係有使流延模具之內部構造於寬度變化之方法,然而有必須隨生產種類切換流延模具而導致耗費時間及成本之問題。
於流延模具,係設有用以調節將膠漿吐出(於熔融之情形係樹脂之擠出)之狹縫之寬度之機構。
在此,針對藉由流延模具之熱螺栓,調節吐出膠漿之狹縫之寬度之間隙,而控制流延膜之初期吐出膜厚之方法進行補充說明。
於膠漿之流延中,若藉由流延模具之熱螺栓不使吐出膠漿之狹縫之寬度之間隙過小,則技術上亦能夠較輕易地進行調製,不耗費時間。
並且,若吐出膠漿之狹縫之寬度之間隙過大,則流延膜之初期吐出膜厚無法平坦化。
以前述觀點而言,係較佳為於後述之流延步驟中,能夠藉由流延模具之熱螺栓,將吐出膠漿之狹縫之寬度之間隙,調整為使剛吐出後之膜厚偏差對於流延膜全體為1.0~5.0%之範圍內,而控制流延膜之初期吐出膜厚。
在此,將流延模具狹縫之排出膠漿之部分稱為唇,以能夠調整唇部分之狹縫形狀,而容易使膜厚均一之流延模具為佳。
流延模具,係有衣架型模及T型模等,皆可使用。
又,於本發明中,所謂流延膜,係指從前述唇部分流延之膠漿膜。
為提高本發明之薄膜之製膜速度,係於支承體上設置兩台以上之前述流延模具,分割膠漿量並重疊亦可。
或者,藉由將複數膠漿同時流延之共流延法獲得層疊構造之薄膜卷亦佳。
狹縫係能夠藉由將熱螺栓以手動旋轉並壓入而縮窄以使膜厚變薄,或相反地擴大以使膜厚變厚。
雖一般上亦有對於熱螺栓施加電壓而藉由熱壓入之方式,然而通常係組合使用。
並且,亦能夠為進行推拉之方式。
並且,螺栓之間距,於流延模具之機構上係有無法縮窄之情事,並且,於黏度高之膠漿(包含熔融)之情形,會在流延模具吐出時對於唇造成較大之壓力負荷,且在吐出後負荷急遽降低而導致膜厚增大(巴勒斯效應),而有寬度膜厚發生不均之情事。
因此,必須以不致因流延模具內部之構造對於流延模具之唇施加過多負荷之方式進行設計。
(膜厚控制手段3:藉由熱風進行之膜厚控制)
對於流延膜噴吹熱風,並藉由該熱使突起部平坦化,而藉此控制膜厚。
於膠漿流延時之輸送帶上,在流延膜之反輸送帶側之表層成為膜之狀態下接觸風亦可,於剛將流延膜從輸送帶剝離之後噴吹熱風亦可。
此時,流延膜之內部含有溶劑而柔軟,故為了進行突起之平坦化,係於線上測定流延膜之寬度方向之不均一性,調整乾燥風之溫度及風速或風量,調整殘留溶劑量,而藉此控制膜厚。
在此,針對乾燥風之溫度或風速或者風量以及殘留溶劑量進行補充說明。
若非乾燥風之溫度過低,或風速過小,或風量過少,則能夠妥善地控制膜厚。
並且,若非溫度過高,或風速過大,或風量過多,則不致導致無法局部性控制膜厚之情事。
若殘留溶劑量非過少,則不致導致該流延膜成為接近薄膜之狀態而不柔軟以致無法進行平坦化之情事。
並且若殘留溶劑量非過多,則不致導致平坦化時於膜厚產生不均之情事。
因此,藉由具有適當殘留溶劑量,能夠於表層產生薄薄的膜之狀態下進行平坦化。
以前述觀點而言,乾燥風之溫度係10~80℃之範圍內為佳,風速係5~40m/sec之範圍內為佳。
並且,殘留溶劑量係150~550質量%為佳。
又,若於流延膜之反輸送帶側之表層未成為膜之狀態下進行前述操作,則會產生筋條,導致內部乾燥,故不甚理想。
於膠漿流延時之輸送帶上,於線上測定流延膜之膜厚偏差之寬度方向之不均一性,在為減少不均一性而噴吹熱風之際調節溫度,藉此控制膜厚。
(1.1.3)剝離薄膜
於支承體3上使溶劑蒸發至流延膜5達到能夠剝離之膜強度,並乾燥固化或冷卻凝固之後,於薄膜繞支承體3一圈之前,將薄膜於具有自我支撐性之狀態從支承體3下藉由剝離滾輪4剝離。
又,流延膜5固化而能夠剝離之後之流延膜係僅稱為「薄膜」。
此時,以面品質、透濕性、剝離性之觀點而言,於30~600秒之範圍內將該薄膜從支承體剝離為佳。
又,從支承體將薄膜剝離之位置稱為剝離點,並且,幫助剝離之滾輪係稱為剝離滾輪。
支承體上之剝離位置之溫度係-50~40℃之範圍內為佳,10~40℃之範圍內更佳,15~30℃之範圍內最佳。
(薄膜剝離時之殘留溶劑量)
於剝離時之支承體3上之薄膜之殘留溶劑量,係視乾燥條件之強弱、支承體3之長度等適當調節。
雖亦視薄膜之厚度,然而若於剝離點之殘留溶劑量過多,則薄膜會過度柔軟而難以剝離,導致損及平面性,或因剝離張力導致水平步階、表面凹凸不平或縱線容易產生。
相反地,若殘留溶劑量過少,則會有薄膜之一部分於中途剝落之情事。
為使薄膜展示良好平面性,以兼顧速度及品質之觀點而言,殘留溶劑量係10~50質量%之範圍內為佳。
作為提升製膜速度之方法(因盡可能於殘留溶劑量較多時進行剝離,故能夠使製膜速度提升),係有即便殘留溶劑量較多亦能夠進行剝離之凝膠流延法(凝膠澆鑄)。
作為該方法,係有於膠漿中添加對於環烯烴系樹脂(COP)之弱溶劑,於膠漿流延後使流延膜凝膠化之方法,或藉由冷卻支承體而使流延膜凝膠化,在含有較多殘留溶劑之狀態下進行剝離之方法等。
並且,亦有於膠漿中添加金屬鹽之方法。
如前述般,於支承體上使流延膜凝膠化,而使膜強化,藉此能夠加快剝離而提升製膜速度。
又,殘留溶劑量,係以下述式定義。
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
又,M係於製造流延膜或薄膜當中或製造之後之任意時點採集之試料之質量,N係將質量M之試料於115℃加熱1小時後之質量。
(剝離張力)
於剝離支承體與薄膜之際之剝離張力,係300N/m以下為佳。
更佳為196~245N/m之範圍內,然而於剝離之際容易產生皺摺之情形,以190N/m以下之張力進行剝離為佳。
(1.1.4)薄膜面內之收縮
對於從支承體剝離後之薄膜往搬運方向(Machine Direction,以下亦稱為「MD方向」)施加張力進行延伸,而藉此收縮。
在此情形,薄膜係往於薄膜面內與MD方向正交之寬度方向(Traverse Direction,以下亦稱為「TD方向」)收縮。
藉由前述操作,促進薄膜厚度方向之聚合物分子(基質分子)間之糾纏,於製作偏光板時,將薄膜透過接著劑與偏光子層接著之情形,亦容易透過前述接著劑基質分子間之糾纏部分(交聯部分)滲透至薄膜內部。
因此,能夠將薄膜透過接著劑牢固地固定於偏光子層,而能夠使薄膜對於偏光子層之剝離強度提升。
亦即,能夠確保薄膜與偏光子層之良好接著性。
除前述以外,作為使薄膜收縮之方法,係有例如在不使薄膜保持寬度之狀態進行高溫處理以提高薄膜密度之方法,或是使薄膜之殘留溶劑量急遽減少之方法等。
(薄膜之收縮率)
本發明之所謂收縮率,係以下述式定義。
式:收縮率[%]=收縮後之薄膜之寬度[mm]/收縮開始時之薄膜之寬度[mm]×100
在此,若薄膜之收縮率過小,則促進基質分子間之糾纏之效果不充分,若收縮率過大,則有薄膜之生產效率低落之虞。
因此,薄膜之收縮率,係1~40%之範圍內為佳,5~20%之範圍內更佳。
(收縮率之測定方法及算出方法)
於本發明,係藉由Keyence股份公司製之LS-9000測定薄膜寬度。
又,本發明之薄膜之收縮率,係將5分鐘(300秒)之期間藉由前述測定器每秒測定薄膜寬度之各值之平均值作為薄膜寬度,並代入前述式而藉此求取,然而並非必須限於前述方法,例如使用自量尺讀取之薄膜寬度之值作為薄膜寬度,並代入前述式亦可。
(1.1.5)薄膜之乾燥
藉由乾燥裝置6,將薄膜於支承體上加熱使溶劑蒸發,藉此能夠更為乾燥。
支承體之溫度,係整體相同亦可,係視位置不同亦可。
就薄膜之乾燥而言,一般係採取藉由滾輪乾燥方式(使薄膜交互通過配置於上下之多個滾輪而藉此乾燥之方式)或拉幅方式一邊搬運薄膜一邊進行乾燥之方式。
於前述之拉幅方式,使用拉幅延伸裝置之情形,係使用能夠藉由拉幅延伸裝置之左右把持手段將薄膜之把持長度(從把持開始至把持結束為止之距離)於左右獨立控制之裝置為佳。
於前述之圖3之乾燥裝置6內,係藉由從側面觀察下配置為交錯狀之複數個搬運滾輪搬運薄膜,並於其間使薄膜乾燥。
於乾燥裝置6之乾燥方法並無特別限制,一般而言使用熱風、紅外線、加熱滾輪、微波等使薄膜乾燥,以簡便性而言,以熱風使薄膜乾燥之方法為佳。
並且,組合該等之方法亦佳。
又,前述操作視必要進行即可。
若薄膜之膜厚越薄則乾燥越快,然而過度急遽乾燥係容易損及所完成之薄膜之平面性。
(薄膜乾燥時之殘留溶劑量)
藉由高溫進行乾燥之際,雖有考慮殘留溶劑量之必要,然而殘留溶劑量若非過多則能夠防止因溶劑起泡導致之故障。
前述殘留溶劑量,係自30質量%以下左右起進行為佳,整體而言乾燥係約於30~250℃之範圍內進行。
特別是於35~200℃之範圍內乾燥為佳,乾燥溫度係階段性提高為佳。
又,於薄膜剝離時之支承體3上之薄膜之殘留溶劑量,係視乾燥條件之強弱、支承體3之長度等適當調節,因於薄膜面內之收縮或於薄膜乾燥之前述殘留溶劑量會大幅受到膜厚、樹脂等影響,故殘留溶劑量之較佳範圍係有重疊之範圍。
(1.2)凸部調整步驟(S2)
(1.2.1)凸部調整步驟之概要
本發明之製造方法之於薄膜表面之寬度方向之凸部調整步驟,係調整前述凸部之數量、高度及位置之步驟,藉由對於前述薄膜局部性加熱,在使前述凸部之數目為寬度方向每1m有1~10個之範圍內,使前述凸部之高度為0.05~0.50μm之範圍內,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向連續性移動之方式進行調整。
於本發明中,作為調整凸部之手段,係對於薄膜施加局部性加熱。
作為局部性加熱手段,係能夠舉出紅外線(IR)加熱器或熱風等,然而熱處理並非限定於此,藉由其他方法進行熱處理亦可。
熱風式者係有無論材料皆有膜厚調整能力之優點。
另一方面,峰、谷之連續移動控制雖稍為困難,然而能夠藉由適當控制溫度及風量、噴嘴壓力等使凸部連續地移動。
於本發明中,以膜厚控制性、穩定性之觀點而言,藉由配置於薄膜之寬度方向及長度方向之紅外線加熱器進行前述局部性加熱為佳。
於凸部調整步驟中,係於延伸裝置內一邊對於薄膜局部性加熱一邊使薄膜延伸。
並且,此時使用線內遲滯/膜厚測定裝置RE-200L2T-Rth+膜厚(大塚電子(株)製)測定作為目標之薄膜之寬度方向之膜厚分布,並根據與目標之膜厚分布之差,於電腦上算出各個紅外線加熱器之設定溫度,透過PLC KV-8000(Keyence(株)製)輸出各個熱源之設定溫度以調整凸部,並自動反覆該流程,以使膜厚調整自動化進行。
(1.2.2)薄膜之延伸
薄膜之延伸,係使薄膜於薄膜面內僅往MD方向延伸亦可,僅往TD方向延伸亦可,對於MD方向及TD方向之雙方延伸亦可,往斜向延伸亦可。
並且,雖延伸方向並未限定,然而以獲得廣寬之薄膜之觀點而言,至少往寬度方向延伸為佳。
作為此時之延伸方法,係有對於滾輪設定周速差而往搬運方向(薄膜之長度方向;製膜方向;流延方向;MD方向)延伸之方式,或將薄膜F之兩側緣部藉由夾具等固定並往寬度方向(於薄膜面內正交之方向;TD方向)延伸之拉幅方式,能夠使薄膜之性能、生產性、平面性及尺寸穩定性提升,故較佳。
並且,於所謂拉幅法之情形,若藉由線性驅動方式驅動夾具部分則能夠滑順地延伸,而能夠減少斷裂等之危險性,故較佳。
於製膜步驟中,寬度保持或橫方向之延伸係藉由拉幅延伸裝置進行為佳,係銷拉幅或夾具拉幅皆可。
又,於拉幅延伸裝置7內,係施加延伸進行乾燥亦可。
(延伸倍率)
為確保高相位差、確保廣寬,以及與偏光子層接著之際促進接著劑滲透,於延伸步驟將薄膜以高倍率延伸為佳。
然而,若延伸倍率過高,則會有因延伸應力於薄膜內產生裂紋,或為保持薄膜強度之基質分子間之糾纏解離,而導致薄膜脆弱化之情形。
因此,薄膜之延伸倍率,係1.1~5.0倍之範圍內為佳,係1.3~3.0倍之範圍內更佳。
又,於延伸複數次之情形,複數次之延伸當中使基質分子解離之風險最高之最高倍率之延伸,係於最後一次進行為佳。
(薄膜延伸時之殘留溶劑量)
延伸時之薄膜當中之殘留溶劑量係20質量%以下為佳,於15質量%以下進行延伸更佳。
(1.2.3)於凸部調整步驟之各用語之定義
<關於凸部之用語之定義>
關於凸部之用語之定義,因經前述故省略。
(凸部之對於長度方向之連續性:對於長度方向調整凸部之位置)
於本發明之凸部調整步驟中,受到調整之凸部之位置,係以於薄膜表面之長度方向連續地移動之方式受到調整,凸部之位置係由後述之定義決定,然而若將該凸部之位置彼此連結,則例如會如圖4A及圖4B所示般形成大致直線之軌跡。或者,如圖4C所示般形成以具有大致一定之變化率變化之曲率之曲線之軌跡。
又,圖4A、圖4B及圖4C,係為容易理解本發明,權宜性改變寬度方向及長度方向之比例尺大小進行表示。
因此,本發明之所謂「於薄膜表面之長度方向連續性移動」之記載,係如前述般,意指將凸部之位置彼此連結時,形成具有以大致直線或大致一定之變化率變化之曲率之曲線之軌跡。又,該大致直線或具有以大致一定之變化率變化之曲率之曲線係具有週期性亦可。
又,關於圖4A、圖4B及圖4C,雖係具有週期性之凸部之連結,然而具有週期性者不限於此。
所謂「大致直線」,係意指如圖5所示,於將薄膜之寬度方向作為橫軸(x軸),將薄膜之長度方向作為縱軸(y軸),而標繪出各凸部之中心點時,因凸部調整步驟之控制條件及薄膜之性狀之不均,導致亦觀察到於嚴謹意義上脫離直線之點時,亦能夠實質上視為直線之線。
又,於該大致直線為藉由最小平方法求取之近似直線之情形,表示該近似直線之一次式之相關係數之絕對值,係0.8以上為佳。
並且,所謂「大致一定之變化率」,係指於平均值±10%之範圍內之變化率。
(大致直線對於薄膜表面之長度方向之斜率θ')
於本發明之凸部調整步驟中,以發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為:藉由對於前述薄膜局部性加熱,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向排列在大致直線上之方式進行調整。
藉由如前述般控制凸部,能夠使膜厚分布不致於薄膜之長度方向急遽變化,維持凸部之連續性,藉此能夠更為提高本發明之效果。
並且,以發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為:前述大致直線之斜率之絕對值係0.01~0.6°之範圍內。
本發明之大致直線對於薄膜表面之長度方向之斜率θ',係如下述般決定。
將藉由使用線內遲滯/膜厚測定裝置RE-200L2T-Rth+膜厚(大塚電子(株)製)所測定之膜厚分布及平均膜厚所算出之凸部之位置,如圖5所示般,將薄膜之寬度方向作為橫軸(x軸),將薄膜之長度方向作為縱軸(y軸)進行標繪。
將薄膜之端部之任意位置之前述凸部之位置作為P
0(x
0,y
0)時,係將其他各凸部之座標作為P
1(x
1,y
1)、P
2(x
2,y
2)、・・・・・、P
n(x
n,y
n)進行標繪(n係1以上之整數)。
藉由前述操作所獲得之凸部之位置之標繪圖與近似直線之關係,係表示於圖5。
根據前述之受到標繪之凸部之軌跡,將薄膜之端部之任意位置之前述凸部之位置作為P
0(x
0,y
0)=P
0(0,0),描繪以最小平方法求取之近似直線之斜率為a之線性函數y=ax(x及y係變數)之直線(相關係數R係0.9以上),並求取相當於此時斜率a之角度θ[°]。
此時,大致直線對於薄膜表面之長度方向之斜率θ'[°],係θ'[°]=(90-θ)[°]。
(連結熱源部E
A與E
B之直線對於長度方向之直線之平均斜率θ
E')
於本發明中,以發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為:於前述薄膜之寬度方向,紅外線加熱器之熱源部係以10~100mm之間隔配置,並且,該熱源部係於薄膜之長度方向配置於與寬度位置不同之位置,連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線之平均斜率θ
E',係對於長度方向為2~45°之範圍內。
前述紅外線加熱器之熱源部之間隔,若更小則能夠更精細地進行分布調整,然而前述範圍係以使成本效益不致過度惡化之程度之有效配置之範圍。
又,薄膜上之紅外線加熱器,係例如圖6A、圖6B及圖6C般有規律地於薄膜之長度方向以1列或複數列配置(圖6A係於薄膜之長度方向有1列,圖6B係於薄膜之長度方向有2列,圖6C係於薄膜之長度方向有5列)。
於圖6中,P
1、P
2及P
3係表示各紅外線加熱器之熱源部設置間隔之間距。
在此,紅外線加熱器之各自之熱源部,係自圖6A、圖6B及圖6C可知,係各自之紅外線加熱器之中央部。
又,本發明之紅外線加熱器之形狀並未特別限定,實際上之紅外線加熱器之熱源部,係有點狀、線狀或面狀等之形狀,本發明之所謂「紅外線加熱器之熱源部」,係無論實際上紅外線加熱器之形狀為點狀、線狀或面狀等之形狀,皆指實際之紅外線加熱器之熱源部之中央部。
並且,紅外線加熱器,係配置於距離薄膜表面約30~120mm之位置。
並且,加熱寬度,係100~250mm之範圍內。
並且,紅外線加熱器之熱源部設置間隔係間距10~100mm之範圍內。
紅外線加熱器之各熱源部,係100~1000W之範圍內且180~350℃之範圍內。
以下,具體說明各熱源部之位置關係。
於求取本發明之連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線之平均斜率θ
E'之際,熱源部E
A與E
B之位置關係,係使寬度方向之座標及長度方向之座標位置不同之最接近之位置關係(參照圖6)。
具體而言,係能夠舉出例如圖7A及圖7B般之位置關係。
又,連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線對於長度方向之直線之平均斜率θ
E',係如下述般導出。
以下,使用圖7A進行說明。
如圖7A所示,於將薄膜之寬度方向設為x軸,並將長度方向設為y軸之際,將熱源部E
A之座標作為(x
1,y
1),並將熱源部E
B之座標作為(x
2,y
2)。
對於以|x
2-x
1|作為三角形之底邊,並將|y
2-y
1|作為三角形之高度時所導出之角度θ
E[°](0°≦θ≦90°)之值,算出90-θ
E[°]之值,藉此能夠導出直線之平均斜率θ
E'。
<凸部調整步驟中之膜厚控制手段>
(膜厚控制手段4)
凸部調整步驟中之膜厚控制手段,係例如能夠藉由改變拉幅延伸裝置內之爐內溫度或熱處理之時機而進行。
又,於本發明中,前述熱處理係藉由紅外線(IR)加熱器進行,然而藉由其他方法進行熱處理亦可。
並且,前述膜厚控制手段4除了於拉幅延伸裝置內以外,尚能夠於其他步驟之爐內改變該環境溫度或熱處理之時機而藉此進行。
(拉幅延伸裝置)
[爐內溫度]
本案所界定之所謂爐內溫度,係指測定離於拉幅延伸裝置內薄膜即將通過延伸區域前(針對延伸區域係後述)之薄膜中央100mm上側之位置之溫度,每隔1分鐘測定各溫度之值,進行測定1小時,並算出該等之平均值者。
前述爐內溫度與熱處理之溫度差,若非過小或過大,則能夠使凸部容易調整。
以前述觀點而言,爐內溫度與熱處理之溫度差,係100~200℃之範圍內為佳。
一般而言,爐內溫度係120~220℃之範圍內為佳,係120~180℃之範圍內更佳。
在此,於複數個區間往長度方向設有溫度梯度之際,係以熱處理之區間作為對象。
[薄膜即將通過延伸區域前之殘留溶劑量]
薄膜即將通過延伸區域前之薄膜中之殘留溶劑量係20質量%以下為佳,於15質量%以下進行延伸更佳。
[拉幅延伸裝置之內部構成1]
拉幅延伸裝置,係藉由夾具把持薄膜之寬度方向之薄膜之兩端部,並一邊使該夾具與薄膜一起行走一邊使間隔擴大,藉此使薄膜延伸之裝置,一般而言,係分為複數個區域(預熱區域、延伸區域及熱固定區域),前述3個區域,係能夠視必要改變施加熱處理之時機。
於前述熱處理中,係使用紅外線(IR)加熱器,並將所需個數之紅外線(IR)加熱器適當設置於各區域。
然而,作為本發明之熱處理之方法,亦能夠使用紅外線(IR)加熱器以外者。
以下,一邊參照圖8,一邊說明使用作為拉幅延伸裝置7之裝置。
圖8係示意性表示拉幅延伸裝置之內部構成之俯視圖,且係從上側自垂直於薄膜面之面觀察拉幅延伸裝置之剖面圖。
又,圖8係表示卸除罩之狀態,罩係以兩點鏈線表示。
拉幅延伸裝置40,係具備把持薄膜F之寬度方向之薄膜之兩端部之多個夾具42,夾具42,係於無端鏈條48隔著一定間隔安裝。
無端鏈條48,係隔著薄膜F配置於兩側,各自跨設於入口側之原動鏈輪50與出口側之從動鏈輪52之間。
原動鏈輪50係連接至未圖示之馬達,藉由驅動該馬達使原動鏈輪50旋轉。
藉此,無端鏈條48於原動鏈輪50與從動鏈輪52之間繞行行走,故安裝於無端鏈條48之夾具42會繞行行走。
於原動鏈輪50與從動鏈輪52之間,設有用以導引無端鏈條48(或夾具42)之軌道54。
軌道54,係隔著薄膜F配置於兩側,軌道54彼此之間隔,係構成為薄膜F之搬運方向之下游側比上游側更寬。
藉此,於夾具42繞行行走之際,夾具42彼此之間隔會擴展,故能夠使被夾具42把持之光學薄膜F往寬度方向橫向延伸。
於原動鏈輪50與從動鏈輪52,係各自安裝有開放構件56。
開放構件56,係使後述之夾具42之擋板(未圖示)從把持位置位移至開放位置之裝置,藉由該開放構件56自動進行薄膜F之把持動作及開放動作。
[拉幅延伸裝置之內部構成2]
然而,拉幅延伸裝置40之內部係如圖8所示,設有預熱區域、(橫向)延伸區域及熱固定區域。
區域彼此之間,係藉由未圖示之擋風簾(未圖示)分隔。
並且,於各區域之內部,係對於薄膜F從上方或下方又或是上下雙方供給熱風。
在將各區域管理為各自之預定溫度之狀態下,將熱風往薄膜F之寬度方向均勻地吹出。
藉此,將各區域之內部控制為指定溫度。
以下,針對各區域進行說明。
預熱區域,係預熱處理薄膜F之區域,不使夾具42之間隔擴展,並加熱薄膜F。
於預熱區域受到預熱之薄膜F,係往橫向延伸區域移動。
橫向延伸區域,係藉由使夾具42之間隔擴展而使薄膜F往寬度方向橫向延伸之區域。
該橫向延伸處理之延伸倍率,係1.0~2.5倍之範圍內為佳,1.05~2.3倍之範圍內更佳,1.1~2倍之範圍內又更佳。
於橫向延伸區域受到橫向延伸之薄膜F,係往熱固定區域移動。
又,於本實施形態中,雖將拉幅40之內部分為預熱區域、(橫向)延伸區域、熱固定區域,然而區域之種類及配置不限於此,例如於橫向延伸區域之後,設置使薄膜F冷卻之冷卻區域亦可。
並且,於熱固定區域當中設置熱緩和區域亦可。
又,於本實施形態中,雖於拉幅40僅進行橫向延伸,然而同時往縱方向延伸亦可。
在此情形,於夾具42移動時,使夾具42之間距(於搬運方向之夾具42彼此之間隔)變化即可。
作為使夾具42之間距變化之機構,係例如能夠運用縮放器機構或線性導引機構。
[拉幅延伸裝置之內部構成3]
圖9,係從正面觀察拉幅延伸裝置內之3個區域時之噴嘴及加熱器設置部分之示意圖。
並且,作為於各區域設置有紅外線(IR)加熱器之情形之一例,於圖10表示在預熱區域設置有紅外線(IR)加熱器之情形之拉幅延伸裝置內之3個區域之側視圖。
如圖9所示,紅外線(IR)加熱器,係為在薄膜斷裂時使紅外線(IR)加熱器不致接觸薄膜,僅配置於噴嘴之上側。
並且,若使紅外線(IR)加熱器接近薄膜,則能夠使紅外線(IR)加熱器產生之幅射能量集中於更狹窄的範圍,故在不致干擾夾具所進行之拉寬動作之範圍,使紅外線(IR)加熱器盡可能接近薄膜為佳。
於圖9中,從薄膜至紅外線(IR)加熱器之距離H
A,係30~120mm之範圍內為佳。
並且,使用前述紅外線(IR)加熱器之加熱寬度係100~250mm者為佳。
又,前述記載中之所謂「加熱寬度」,係指設紅外線(IR)加熱器正下方之加熱強度為1時,其加熱強度成為0.2為止之受到紅外線(IR)加熱器加熱之寬度。
紅外線(IR)加熱器之設置間隔(間距)係10~100mm為佳,於100~1000W在150~400℃之範圍內加熱為佳。
於本發明中,係於各位置測定薄膜之寬度方向之膜厚分布,並根據作為目標之膜厚分布與現在膜厚分布之差,於電腦上算出各個紅外線(IR)加熱器之設定溫度,透過Keyence之PLC KV-8000輸出各個紅外線(IR)加熱器之設定溫度,並自動反覆該等操作,藉此調整凸部。
於圖9中,主要表示來自中央噴嘴之熱處理,於本次實施例中雖未進行端部噴嘴所進行之熱處理,然而於本實施形態中係能夠併用。
就延伸裝置而言,如圖10般使紅外線(IR)加熱器從噴嘴間隙突出,較能夠使幅射能量無浪費地傳達至薄膜。
圖11,係從與圖8不同之視角,從上側自垂直於薄膜面之面觀察拉幅延伸裝置之剖面圖。
如圖11般,以即便是對於延伸前之薄膜亦能夠將所有寬度加熱之方式,將紅外線(IR)加熱器配置為列。
又,加熱器係於長度方向配置為交錯狀亦可。
(紅外線加熱器之中央部之熱量A與紅外線加熱器之端部之熱量之平均值B之關係性)
以發揮效果之觀點而言,較佳為:於前述凸部調整步驟(S2),使用紅外線(IR)加熱器進行局部性加熱,並且,前述紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與距離該中央部75mm之紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B,係滿足下述式(1)。
若前述紅外線加熱器產生之紅外線之照射光造成之熱之收斂性佳,則能夠進行更為精細之膜厚分布調整,故在考慮使不致使熱控制過度困難之程度之產率之結果,就本發明而言,前述範圍係屬有效。
又,前述記載中之所謂「紅外線(IR)加熱器之中央部」,係指前述圖6中之各熱源部。
並且,前述記載中之所謂「紅外線(IR)加熱器端部」,係指從中央部往寬度方向離75mm之位置。
於本發明中,紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線加熱器之端部之熱量之平均值B,係藉由紅外線偵測儀(Vision Sensing公司製VIM-640G2ULC)測定溫度分布,並取其平均值而藉此算出,於藉由其他方法進行熱處理之情形,則視該方法而定。
以下,詳細表示其原理及算出方法。
藉由前述紅外線(IR)加熱器將薄膜加熱。
受到加熱的部分之溫度變動幅度於長度方向累計,將其寬度中央部作為熱量A,將往寬度方向75mm之位置之平均值作為紅外線加熱器之端部之熱量之平均值B。
藉由前述值,算出紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A)。
此時,雖未設計為若(B/A)過大時能夠使前述紅外線(IR)加熱器精準(pin-point)縮窄紅外線之照射範圍,然而若(B/A)過小時,能夠藉由增加前述紅外線(IR)加熱器之寬度方向之設置台數而控制(B/A)值之範圍。
[紅外線(IR)加熱器]
針對本發明所使用之紅外線(IR)加熱器進行詳細說明。
作為用以實施本發明之紅外線(IR)加熱器,較佳為:不同於一般紅外線(IR)加熱器,設計為藉由使用令紅外線反射之反射鏡,能夠使前述紅外線(IR)加熱器精準(pin-point)縮窄紅外線之照射範圍。
作為使紅外線反射之反射鏡,係例如能夠舉出眾多者如冷光鏡(西格瑪光機株式會社製)或紅外線用鋁增反射鏡(Novo Optics公司製)等。
用以實施本發明之反射鏡,係使用作為運用了鋁之反射鏡之紅外線用鋁增反射鏡(Novo Optics公司製)。
現有之1個一般紅外線(IR)加熱器之紅外線之照射範圍,以MCHNNS3為例,係照射能量400W(MISUMI株式會社製)且寬度方向為500mm,相對於此,用以實施本發明之1個紅外線(IR)加熱器之紅外線之照射範圍,係照射能量550W(株式會社HeatTec製)且寬度方向為100~150mm。
(1.3)修整步驟(S3)
於修整步驟(S3),切割機所構成之切斷部8,係將受到延伸之薄膜F之寬度方向之薄膜之兩端部切斷(修整)。
以發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為:於前述修整之前,不使前述薄膜振盪。
又,於本說明書中所謂「振盪」,係指使薄膜本身往寬度方向移動。
於薄膜F,切斷薄膜兩端部之後殘留之部分,係構成作為薄膜製品之製品部。
另一方面,自薄膜F被切斷之部分係受到回收,再度作為原料之一部分,再利用於薄膜之製膜亦可。
於前述修整步驟之後,雖亦能夠對於前述薄膜施加滾花加工,然而以抑制過剩接收空氣之觀點而言,前述修整步驟之後不對於前述薄膜施加滾花加工為佳。
(1.4)捲取步驟(S4)
最後,於捲取步驟(S4),將薄膜F藉由捲取裝置13捲取,而獲得薄膜卷。
亦即,於捲取步驟,係一邊搬運薄膜F一邊將該薄膜F捲取至捲芯,藉此製造薄膜卷。
捲取步驟中捲取薄膜之際之初期張力之較佳範圍,係20~300N/m之範圍內。
(即將捲取前之殘留溶劑量)
更具體而言,係在薄膜中之殘留溶劑量成為2質量%以下,再藉由捲取裝置12作為薄膜進行捲取之步驟,若使殘留溶劑量為0.4質量%以下則能夠獲得尺寸穩定性良好之薄膜。
特別是,於殘留溶劑量為0.00~0.20質量%之範圍內進行捲取為佳。
(捲取方法)
薄膜F之捲取方法,使用一般所使用之捲取機即可,有定力矩法、定張力法、錐度張力法、內部應力為一定之規劃張力控制法等控制張力之方法,視需求使用該等方法即可。
於捲取之前,於作為產品之寬度處將薄膜之端部割開並剪下,為防止於捲中發生貼附或擦傷,於薄膜兩端施加表面改質處理亦可。
(捲取後)
本發明之薄膜卷,係長條薄膜為佳,具體而言,係表示100~10000m左右之範圍內者,一般而言係以輥狀供應之形態。
(薄膜之捲取方法之詳情)
本發明之薄膜係藉由以下之捲取方法捲取為佳。
捲取方法,係較佳為具有:筆直捲取步驟,係以使薄膜之側緣對齊之方式將前述薄膜捲取至捲芯;以及振盪捲取步驟,於前述筆直捲取步驟之後,以使前述側緣對於前述薄膜之寬度方向於一定範圍週期性地偏移之方式,使前述薄膜或前述捲芯往前述薄膜之寬度方向週期性振動,而將前述薄膜捲取至前述捲芯。
特別是,較佳為:於前述薄膜之捲長,達到對於前述薄膜之總捲長為1~30%之範圍內之預先訂定之切換捲長時,從前述筆直捲取步驟切換至前述振盪捲取步驟為佳。
薄膜之捲取裝置,係較佳為具備:薄膜捲取部,係使捲芯旋轉並將薄膜捲取至前述捲芯;振盪部,以使前述薄膜成為於前述捲芯上對於前述薄膜之寬度方向於一定範圍內週期性地偏移之振盪捲取之方式,連動於前述薄膜之捲取,使前述薄膜或前述捲芯往前述薄膜之寬度方向振動;以及切換部,係於前述薄膜之捲長達到預先訂定之切換時捲長時,使前述薄膜之捲取從前述筆直捲取切換至前述振盪捲取。
以下,針對振盪捲取之詳情係省略。
圖12,係表示薄膜受到捲取之步驟,以及受到捲取後之本發明之薄膜卷之剖面之示意圖。
於圖11中,受到製膜之薄膜31係藉由輥32及接觸輥33被捲繞,捲取成薄膜卷30。
2.藉由熔融流延製膜法所進行之薄膜卷的製造方法
本發明之薄膜,係亦能夠藉由熔融流延製膜法進行製膜
所謂「熔融流延製膜法」,係指將含有熱可塑性樹脂及前述添加劑之組成物,加熱熔融至顯示流動性之溫度,之後,流延含有流動性之熱可塑性樹脂之熔融物之方法。
作為進行加熱熔融之成形方法,詳細而言,能夠分類為熔融擠出成形法、沖壓成形法、吹脹法、射出成形法、吹塑成形法、延伸成形法等。
於該等成形法當中,以機械強度及表面精度等方面而言,係熔融擠出法為佳。
以下,針對熔融流延製膜法之製程之順序,亦與關於前述之溶液流延製膜法之圖2相同之順序進行說明。
並且,圖13,係藉由熔融流延製膜法製造光學薄膜之裝置之示意圖。
就以下之溶液流延製膜法,一邊參照圖2及圖13一邊進行說明。
藉由本發明之溶熔融流延製膜法所進行之薄膜卷的製造方法,係包含薄膜形成步驟(S1)、凸部調整步驟(S2)、修整步驟(S3)及捲取步驟(S4)。
(2.1)薄膜形成步驟(S1)
(2.1.1)樹脂之熔融擠出
藉由擠出機14,至少將樹脂熔融擠出,於澆鑄滾筒16上成形。
針對能夠使用於本發明之前述樹脂之詳情係後述,然而樹脂係預先混練並顆粒化為佳,顆粒化係使用周知之方法進行即可。
例如將乾燥樹脂及可塑劑、其他添加劑藉由給料機供給至擠出機,使用一軸或二軸之擠出機進行混練,從流延模具擠出為股線狀,進行水冷或空冷,再進行切割而藉此能夠顆粒化。
添加劑,係於供給至擠出機之前混合至樹脂亦可,將添加劑及樹脂分別藉由各自之給料機供給至擠出機亦可。
並且,為將粒子或抗氧化劑等少量之添加劑均一混合,係事前混合至樹脂為佳。
從供給料斗對於擠出機導入顆粒之際,係於乾燥、真空下、減壓下、惰性氣體環境下進行,以防止氧化分解等為佳。
擠出機,為抑制剪切力,且以能夠使樹脂不致劣化(分子量低落、著色、生成凝膠等)之方式顆粒化,係盡可能以低溫進行加工為佳。
例如,於二軸擠出機之情形,係使用深溝型之螺桿,並往相同方向旋轉為佳。
以混練之均一性而言,係嚙合型為佳。
樹脂/顆粒於熔融時,藉由薄盤狀型之過濾器等進行過濾,去除異物為佳。
使用如以上般獲得之顆粒,進行薄膜製膜。
當然,亦可不進行顆粒化,將原料之樹脂(粉末等)直接藉由給料機供給至擠出機,並直接進行薄膜製膜。
(2.1.2)熔融之樹脂/顆粒之流延、成形
將熔融之樹脂/顆粒,通過加壓型定量齒輪泵等,藉由導管從流延模具15流延為薄膜狀,並從流延模具15將熔融之樹脂/顆粒流延至無限進行移送之旋轉驅動不鏽鋼製無端澆鑄滾筒16上之流延位置。
並且,使流延之熔融狀態之樹脂/顆粒於澆鑄滾筒16上成形,而形成薄膜F。
流延模具15之斜率,亦即從流延模具15對於支承體16之熔融狀態之樹脂/顆粒之吐出方向,係以對於澆鑄滾筒16之面(流延有熔融狀態之樹脂/顆粒之面)之法線之角度為0~90°之範圍內之方式適當設定即可。
將接觸滾輪16a及輔助澆鑄滾筒16之冷卻滾筒17適當地單獨或組合使用,藉此形成薄膜F亦可。
關於薄膜形成步驟中之膜厚控制手段及其他事項,係與前述之藉由溶液流延製膜法所進行之薄膜卷之製程相同,殘留溶劑量、收縮率及乾燥方法等之記載亦重複,故在此省略。
(2.2)凸部調整步驟(S2)
關於凸部調整步驟中之凸部調整步驟之概要、凸部調整步驟之詳情、薄膜之延伸、凸部調整步驟中之各用語之定義、凸部調整步驟中之膜厚控制手段及其他事項,係與前述之藉由溶液流延製膜法所進行之薄膜卷之製程相同,故在此省略相同記載。
於凸部調整步驟中,係對於薄膜局部性加熱並同時使薄膜延伸。
將前述薄膜F藉由延伸裝置19進行延伸。
又,於延伸裝置19內,係施加延伸進行乾燥亦可。
(2.3)修整步驟(S3)
於修整步驟(S3),切割機所構成之切斷部20,係將受到製膜之薄膜F之寬度方向之薄膜之兩端部切斷(修整)。
以發揮本發明之效果之觀點而言,較佳為:於前述修整之際,不使前述薄膜振盪,或不使前述薄膜往薄膜之寬度方向振盪。
於薄膜F,切斷薄膜兩端部之後殘留之部分,係構成作為薄膜製品之製品部。
另一方面,自薄膜F被切斷之部分係受到回收,再度作為原料之一部分,再利用於薄膜之製膜亦可。
於前述修整步驟之後,雖亦能夠對於前述薄膜施加滾花加工,然而以發揮本發明之效果之觀點而言,前述修整步驟之後不對於前述薄膜施加滾花加工為佳。
(2.4)捲取步驟(S4)
最後,於捲取步驟(S4),將薄膜F藉由捲取裝置23捲取,而獲得薄膜卷。
亦即,於捲取步驟,係一邊搬運薄膜F一邊將該薄膜F捲取至捲芯,藉此製造薄膜卷。
薄膜F之捲取方法,使用一般所使用之捲取機即可,有定力矩法、定張力法、錐度張力法、內部應力為一定之規劃張力控制法等控制張力之方法,視需求使用該等方法即可。
3.薄膜卷的製造之凸部調整系統
本發明之用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,係一種用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,具有調整薄膜表面之寬度方向之凸部之數量、高度及位置之凸部調整步驟;其特徵為:包含:膜厚取得手段,係取得前述凸部調整步驟之途中或結束後之薄膜之膜厚分布;判定手段,係根據前述膜厚分布之資料,判定前述寬度方向之前述凸部之數量是否為每1m有1~10個之理想值之範圍內,及判定前述寬度方向之前述凸部高度是否為0.05~0.50μm之理想值之範圍內;以及於前述判定手段,判定前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方或其中一方為理想值之範圍外之情形,以使前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方皆成為理想值之範圍內之方式,藉由紅外線加熱器對於前述薄膜進行局部性加熱之手段。
(3.1)膜厚取得手段
(手段1)
作為本發明之薄膜卷的製造之凸部調整系統中之薄膜膜厚取得手段,係使用線內遲滯/膜厚測定裝置RE-200L2T-Rth+膜厚(大塚電子(株)製)進行測定。
關於凸部之用語之定義等之詳情,因經前述故省略。
(手段2)
於凸部調整步驟中,係於延伸裝置內一邊對於薄膜局部性加熱一邊使薄膜延伸。
(3.2)判定手段
判定手段,係根據前述膜厚分布之資料,判定前述寬度方向之前述凸部之數量是否為每1m有1~10個之理想值之範圍內,及判定前述寬度方向之前述凸部高度是否為0.05~0.50μm之理想值之範圍內。
(3.3)藉由紅外線加熱器對於薄膜進行局部性加熱之手段
於前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方或其中一方為理想值之範圍外之情形,以使前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方皆成為理想值之範圍內之方式,根據與現在之膜厚分布之差,在電腦上算出各個紅外線加熱器之設定溫度,並藉由紅外線加熱器輸出各個設定溫度以對於薄膜進行局部性加熱,而藉此調整凸部,並自動反覆該流程,以使膜厚調整自動化。
4.構成薄膜之樹脂
(4.1)熱可塑性樹脂
作為使用於本發明之薄膜之熱可塑性樹脂材料,只要製膜後能夠作為薄膜卷進行處理,則無特別限定。
例如,作為使用於偏光板用途之熱可塑性樹脂,係能夠運用三乙醯基纖維素(TAC)、乙酸丙酸纖維素(CAP)、二乙醯基纖維素(DAC)等之纖維素酯系樹脂或環烯烴聚合物(環烯烴系樹脂(COP))等之環狀烯烴系樹脂(以下,亦稱為環烯烴系樹脂)、聚丙烯(PP)等之聚丙烯系樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之丙烯酸系樹脂,以及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等之聚酯系樹脂。
特別是,就低彈性率之薄膜,例如彈性率低於3.0GPa之樹脂而言,於形成薄膜卷之際,施加於該薄膜之複數個部位之應力不易緩和,故難以於寬度方向及長度方向伸縮,使該薄膜在成為捲之狀態下無法藉由面完全吸收應力,而容易發生捲繞偏位。
並且,就其他觀點而言,前述低彈性率之薄膜,若於該薄膜之長度方向及長度方向有高低差,則該薄膜較高處之伸縮與較低處之伸縮之差會變大。
因此,本發明之實施形態,將長度平均膜厚之最大高低差(P-V)控制在0.02~0.40μm之範圍內為佳,運用於將低彈性率之樹脂之環烯烴聚合物(環烯烴系樹脂(COP))或聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸系樹脂(PMMA))使用作為熱可塑性樹脂之薄膜卷係屬有效。
然而,就容易控制延伸性及結晶度之角度而言,以及就使接著劑容易滲透,而能夠確保與偏光子層具有更為良好的接著性之角度而言,係使用環烯烴系樹脂(COP)為佳。
又,前述薄膜,於製造後施加表面改質處理亦可。
並且,本發明之效果,係對於薄膜而言具有高度價值。
作為薄膜之膜厚,係5~80μm之範圍內為佳,10~65μm之範圍內更佳,10~45μm之範圍內又更佳。
若膜厚為5μm以上,則薄膜卷之剛性高,能夠輕易保持捲之形狀。
若膜厚為80μm以下則質量不致過度增加,而更容易製作長條之薄膜卷。
(4.1.1)環烯烴系樹脂
本發明之薄膜卷所含有之環烯烴系樹脂,係環烯烴單體之聚合物,或是環烯烴單體與該環烯烴單體以外之共聚性單體之共聚物為佳。
作為環烯烴單體,係具有降莰烯骨架之環烯烴單體為佳,為具有下述一般式(A-1)或(A-2)表示之構造之環烯烴單體更佳。
於一般式(A-1)中,R
1~R
4係各自獨立,表示氫原子、碳原子數1~30之烴基,或是極性基。p係表示0~2之整數。然而,R
1~R
4並不會全部同時表示氫原子,R
1及R
2不會同時表示氫原子,R
3及R
4不會同時表示氫原子。
作為於一般式(A-1)中,以R
1~R
4表示之碳原子數1~30之烴基,例如係碳原子數1~10之烴基為佳,係碳原子數1~5之烴基更佳。
碳原子數1~30之烴基,係進一步具有例如包含鹵素原子、氧原子、氮原子、硫原子或矽原子之連結基亦可。
作為如此般之連結基之例,係包含羰基、亞胺基、醚鍵、矽基醚鍵、硫醚鍵等之2價之極性基。
於碳原子數1~30之烴基之例,係包含甲基、乙基、丙基及丁基等。
於一般式(A-1)中以R
1~R
4所表示之極性基之例中,係包含羧基、羥基、烷氧基、烷氧基羰基、芳基氧羰基、胺基、醯胺基及氰基。
其中,係以羧基、羥基、烷氧基羰基及芳基氧羰基為佳,以確保溶液製膜時之溶解性之觀點而言,係烷氧基羰基及芳基氧羰基為佳。
一般式(A-1)中之p,以提高薄膜之耐熱性之觀點而言,係1或2為佳。
此係因為若p為1或2,則所獲得之聚合物會較為蓬鬆,而容易使玻璃轉移溫度提高。
一般式(A-2)中,R
5係表示具有氫原子、碳數1~5之烴基,或碳數1~5之烷基之烷矽基。R
6係表示羧基、羥基、烷氧基羰基、芳基氧羰基、胺基、醯胺基、氰基或鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)。p係表示0~2之整數。
一般式(A-2)中之R
5,係表示碳原子數1~5之烴基為佳,係表示碳原子數1~3之烴基更佳。
一般式(A-2)中之R
6,係表示羧基、羥基、烷氧基羰基及芳基氧羰基為佳,以確保溶液製膜時之溶解性之觀點而言,係烷氧基羰基及芳基氧羰基更佳。
一般式(A-2)中之p,以提高薄膜之耐熱性之觀點而言,係表示1或2為佳。
此係因為若p表示1或2,則所獲得之聚合物會較為蓬鬆,而容易使玻璃轉移溫度提高。
具有以一般式(A-2)表示之構造之環烯烴單體,能夠使對於有機溶劑之溶解性提升,故較佳。
一般而言,有機化合物會因對稱性瓦解而導致結晶性低落,故對於有機溶劑之溶解性會提高。
一般式(A-2)中之R
5及R
6,僅置換為對於分子之對稱軸之單側之環構成碳原子,分子之對稱性低,亦即,具有以一般式(A-2)表示之構造之環烯烴單體係溶解性高,故適合於藉由溶液流延法製造薄膜之情形。
環烯烴單體之聚合物中,具有以一般式(A-2)表示之構造之環烯烴單體之含有比例,對於構成環烯烴系樹脂之所有環烯烴單體之合計,係例如為70mol%以上,更佳為80mol%以上,又更佳可為100mol%。
若含有一定以上之具有以一般式(A-2)表示之構造之環烯烴單體,則會使樹脂之配向性提高,故相位差(遲滯)值容易上升。
以下,將具有以一般式(A-1)表示之構造之環烯烴單體之具體例表示於例示化合物1~14,將具有以一般式(A-2)表示之構造之環烯烴單體之具體例表示於例示化合物15~34。
於能夠與環烯烴單體共聚之共聚性單體之例,係包含能夠與環烯烴單體開環共聚之共聚性單體,以及能夠與環烯烴單體加成共聚之共聚性單體等。
於能夠開環共聚之共聚性單體之例,係包含環丁烯、環戊烯、環庚烯、環辛烯及雙環戊二烯等之環烯烴。
於能夠加成共聚之共聚性單體之例,係包含有含不飽和雙鍵化合物、乙烯基系環狀烴單體及(甲基)丙烯酸酯等。
於含不飽和雙鍵化合物之例,係包含碳原子數2~12(較佳為2~8)之烯烴系化合物,於該例中係包含乙烯、丙烯及丁烯等。
於乙烯基系環狀烴單體之例,係包含4-乙烯基環戊烯及2-甲基-4-異丙烯基環戊烯等之乙烯基環戊烯系單體。
於(甲基)丙烯酸酯之例,係包含甲基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯及環己基(甲基)丙烯酸酯等之碳原子數1~20之烷基(甲基)丙烯酸酯。
於環烯烴單體與共聚性單體之共聚物之中環烯烴單體之含有比例,係對於構成共聚物之全單體之合計,例如為20~80mol%之範圍內,較佳為30~70mol%之範圍內。
環烯烴系樹脂,係如前述般,包含具有降莰烯骨架之環烯烴單體,較佳為將具有一般式(A-1)或(A-2)表示之構造之環烯烴單體聚合或共聚而獲得之聚合物,作為例子係包含以下(1)~(7)之聚合物。
(1)環烯烴單體之開環聚合物
(2)環烯烴單體,以及與能夠與該環烯烴單體開環共聚之共聚性單體之開環聚合物
(3)前述(1)或(2)之開環(共)聚合物之氫添加物
(4)藉由將前述(1)或(2)之開環(共)聚合物進行夫-夸反應而環化之後,添加了氫之(共)聚合物
(5)環烯烴單體與含不飽和雙鍵化合物之飽和共聚物
(6)環烯烴單體與乙烯基系環狀烴單體之加成共聚物及其氫添加物
(7)環烯烴單體與(甲基)丙烯酸酯之交替共聚物
前述(1)~(7)之聚合物,皆能夠藉由周知之方法獲得,例如日本特開2008-107534號公報或日本特開2005-227606號公報所記載之方法。
例如使用於前述(2)之開環共聚之觸媒及溶劑,係能夠使用例如日本特開2008-107534號公報之說明書第0019~0024段所記載者。
使用於前述(3)及(6)之氫添加物之觸媒,係能夠使用例如日本特開2008-107534號公報之說明書第0025~0028段所記載者。
使用於前述(4)之夫-夸反應之酸性化合物,係能夠使用例如日本特開2008-107534號公報之說明書第0029段所記載者。
使用於前述(5)~(7)之加成聚合之觸媒,係能夠使用例如日本特開2005-227606號公報之說明書第0058~0063段所記載者。
前述(7)之交替共聚反應,係能夠藉由例如日本特開2005-227606號公報之說明書第0071及0072段所記載之方法進行。
其中,以前述(1)~(3)及(5)之聚合物為佳,前述(3)及(5)之聚合物更佳。
亦即,環烯烴系樹脂,係能夠使所獲得之環烯烴系樹脂之玻璃轉移溫度更高,且能夠使光穿透率提高,故含有以下述一般式(B-1)表示之構造單位及以下述一般式(B-2)表示之構造單位之至少其中一方為佳,僅含有以一般式(B-2)表示之構造單位,或是含有以一般式(B-1)表示之構造單位及以一般式(B-2)表示之構造單位之雙方更佳。
以一般式(B-1)表示之構造單位,係以前述一般式(A-1)表示之環烯烴單體衍生之構造單位,以一般式(B-2)表示之構造單位,係以前述一般式(A-2)表示之環烯烴單體衍生之構造單位。
一般式(B-1)中,X係表示-CH=CH-或
-CH
2CH
2-。R
1~R
4及p,係分別與一般式(A-1)之R
1~R
4及p同義。
一般式(B-2)中,X係表示-CH=CH-或
-CH
2CH
2-。R
5~R
6及p,係分別與一般式(A-2)之R
5~R
6及p同義。
本發明之環烯烴系樹脂,係市售品亦可。
於環烯烴系樹脂之市售品之例,係包含JSR(株)製之Arton G(例如G7810等)、Arton F、Arton R(例如R4500、R4900及R5000等),以及Arton RX。
環烯烴系樹脂之固有黏度[η]inh,於30℃測定下,係0.2~5cm
3/g之範圍內為佳,係0.3~3cm
3/g之範圍內更佳,係0.4~1.5cm
3/g之範圍內又更佳。
環烯烴系樹脂之數量平均分子量(Mn),係8000~100000之範圍內為佳,係10000~80000之範圍內更佳,係12000~50000之範圍內又更佳。
環烯烴系樹脂之重量平均分子量(Mw),係20000~300000之範圍內為佳,係30000~250000之範圍內更佳,係40000~200000之範圍內又更佳。
環烯烴系樹脂之數量平均分子量及重量平均分子量,係能夠藉由凝膠滲透層析(GPC)進行聚苯乙烯換算而測定。
(凝膠滲透層析)
溶劑:二氯甲烷
管柱:Shodex K806、K805、K803G(將昭和電工(株)製連接3根進行使用)
管柱溫度:25℃
試料濃度:0.1質量%
檢測器:RI Model 504(GL Science公司製)
泵浦:L6000(日立製作所(株)製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:根據標準聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(TOSOH(株)製)Mw=500~2800000之範圍內之13樣品所求得之校正曲線。13樣品係幾乎等間隔使用為佳。
若固有黏度[η]inh、數量平均分子量及重量平均分子量為前述範圍,則環烯烴系樹脂之耐熱性、耐水性、耐藥品性、機械特性及作為薄膜之成形加工性佳。
環烯烴系樹脂之玻璃轉移溫度(Tg),一般係110℃以上,係110~350℃之範圍內為佳,係120~250℃之範圍內更佳,係120~220℃之範圍內又更佳。
若玻璃轉移溫度(Tg)為110℃以上,則容易抑制高溫條件下之變形。
另一方面,若玻璃轉移溫度(Tg)為350℃以下,則容易進行成形加工,亦容易抑制成形加工時之熱導致之樹脂劣化。
環烯烴系樹脂之含量,係對於薄膜為70質量%以上為佳,係80質量%以上更佳。
(4.1.2)丙烯酸系樹脂
本發明之丙烯酸系樹脂,係丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯之聚合物,亦包含與其他單體之共聚物。
因此,本發明之丙烯酸系樹脂,亦包含甲基丙烯酸樹脂。
樹脂雖並無特別限制,然而係包含以甲基甲基丙烯酸酯單位為50~99質量%之範圍內,及能夠與該等共聚之其他單體單位為1~50質量%之範圍內者為佳。
作為構成以共聚形成之丙烯酸系樹脂之其他單位,烷基數之碳數為2~18之烷基甲基丙烯酸酯、烷基數之碳數為1~18之烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸異莰基、2-羥基乙基丙烯酸酯等之羥基烷基甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等之α,β-不飽和酸、丙烯醯嗎啉、N-羥基苯基甲基丙烯醯胺等之丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、馬來酸、富馬酸、衣康酸等之含不飽和基2價羧酸、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等之芳香族乙烯基化合物、丙烯腈、甲基丙烯腈等之α,β-不飽和腈、無水馬來酸、馬來醯亞胺、N-置換馬來醯亞胺、戊二醯亞胺及戊二酸無水物等。
作為藉由前述單位形成除了戊二醯亞胺及戊二酸無水物以外之單位之能夠共聚之單體,係能夠舉出對應於前述單位之單體。
亦即,可舉出烷基數之碳數為2~18之烷基甲基丙烯酸酯、烷基數之碳數為1~18之烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸異莰基、2-羥基乙基丙烯酸酯等之羥基烷基甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等之α,β-不飽和酸、丙烯醯嗎啉、N-羥基苯基甲基丙烯醯胺等之丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、馬來酸、富馬酸、衣康酸等之含不飽和基2價羧酸、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等之芳香族乙烯基化合物、丙烯腈、甲基丙烯腈等之α,β-不飽和腈、無水馬來酸、馬來醯亞胺及N-置換馬來醯亞胺等之單體。
並且,戊二醯亞胺單位,係例如能夠使1級胺(醯亞胺化劑)對於具有(甲基)丙烯酸酯單位之中間體聚合物進行反應而醯亞胺化以藉此形成(參照日本特開2011-26563號公報)。
戊二酸無水物單位,係例如能夠將具有(甲基)丙烯酸酯單位之中間體聚合物加熱以藉此形成(參照日本特許第4961164號公報)。
以機械強度之觀點而言,前述構成單位當中,於本發明之丙烯酸系樹脂,特佳為包含:甲基丙烯酸異莰基、丙烯醯嗎啉、N-羥基苯基甲基丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、苯乙烯、羥基乙基甲基丙烯酸酯、無水馬來酸、馬來醯亞胺、N-置換馬來醯亞胺、戊二酸無水物或戊二醯亞胺。
以控制對於環境之溫濕度環境變化之尺寸變化之觀點,以及改善薄膜生產時從金屬支承體之剝離性、有機溶劑之乾燥性、耐熱性及機械強度之觀點而言,本發明之丙烯酸系樹脂之重量平均分子量(Mw)係50000~1000000之範圍內為佳,係100000~1000000之範圍內更佳,係200000~800000之範圍內特佳。
若係50000以上,則耐熱性及機械強度優異,若係1000000以下,則從金屬支承體之剝離性及有機溶劑之乾燥性優異。
作為本發明之丙烯酸系樹脂之製造方法,並無特別限制,使用懸浮聚合、乳化聚合、塊狀聚合、或者溶液聚合等之周知之方法皆可。
在此,作為聚合起始劑,能夠使用過氧化物系及偶氮系,並且,亦能夠使用氧化還原系。
就聚合溫度而言,懸浮或乳化聚合係能夠於30~100℃之範圍內實施,塊狀或溶液聚合係能夠於80~160℃之範圍內實施。
為控制所獲得之共聚物之還原黏度,亦能夠使用烷基硫醇等作為鏈轉移劑實施聚合。
以保持薄膜之機械強度之觀點而言,丙烯酸系樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)係80~120℃之範圍內為佳。
作為本發明之丙烯酸系樹脂,係能夠使用市售者。
例如可舉出DELPET 60N、80N、980N、SR8200(以上係旭化成(株)製)、Dianar BR52、BR80、BR83、BR85、BR88、EMB-143、EMB-159、EMB-160、EMB-161、EMB-218、EMB-229、EMB-270、EMB-273(以上係Mitsubishi Rayon(株)製)、KT75、TX400S及IPX012(以上係電氣化學工業(株)製)等。
丙烯酸系樹脂係能夠併用兩種以上。
本發明之丙烯酸系樹脂,係含有添加劑為佳,作為添加劑之一例,較佳為含有國際公開第2010/001668號所記載之丙烯酸粒子(橡膠彈性體粒子),以提升薄膜之機械強度及調整尺寸變化率。
作為如此般之多層構造丙烯酸系粒狀複合體之市售品之例,係能夠舉出例如Mitsubishi Rayon公司製之「METABLEN W-341」、Kaneka公司製之「KANE ACE」、KUREHA公司製之「PARALOID」、Rohm and Haas公司製之「ACRYLOID」、AICA公司製之「STAPHYLOID」、Chemisnow MR-2G、MS-300X(以上係綜研化學(株)製)及kuraray公司製之「PARAPET SA」等,該等可單獨或使用兩種以上。
丙烯酸粒子之體積平均粒徑係0.35μm以下,較佳係0.01~0.35μm之範圍內,更佳係0.05~0.30μm之範圍內。
若粒徑為一定以上,則容易使薄膜於加熱下延伸,若粒徑為一定以下,則不易損及所獲得之薄膜之透明性。
以柔軟性之觀點而言,本發明之薄膜,係彎曲彈性率(JIS K7171)為10.5GPa以下為佳。
該彎曲彈性率,係更佳為1.3GPa以下,又更佳為1.2GPa以下。
該彎曲彈性率,會因薄膜中之丙烯酸系樹脂或橡膠彈性體粒子之種類或數量等產生變動,例如橡膠彈性體粒子之含量越多,則一般而言彎曲彈性率越小。
並且,作為丙烯酸系樹脂,相較於使用甲基丙烯酸烷基之均聚物,使用甲基丙烯酸烷基與丙烯酸烷基等之共聚物,一般而言彎曲彈性率較小。
(4.1.3)纖維素酯系樹脂
就本發明之薄膜卷而言,係使用纖維素酯系樹脂為佳。
本發明中所使用之纖維素酯,係指將構成纖維素之β-1,4鍵之葡萄糖單位中之第2、第3及第6之羥基(
-OH)之氫原子之一部分或全部以醯基置換之纖維素醯化物樹脂。
所使用之纖維素酯未特別限定,然而以碳數2~22左右之直鏈或分枝之羧酸之酯為佳。
構成酯之羧酸係脂肪族羧酸亦可,形成環亦可,係芳香族羧酸亦可。
例如可列舉出將纖維素之羥基部分之氫原子,以乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、三甲基乙醯基、己醯基、辛醯基、月桂醯基、硬脂醯等之碳數2~22之醯基置換之纖維素酯。
構成酯之羧酸(醯基),係具有置換基亦可。
構成酯之羧酸,特別是碳數6以下之低級脂肪酸為佳,係碳數3以下之低級脂肪酸更佳。
又,纖維素酯中之醯基為單一種類亦可,為組合複數種醯基亦可。
作為較佳之纖維素酯之具體例,除了二乙醯基纖維素(DAC)、三乙醯基纖維素(TAC)等之纖維素乙酸酯以外,尚能夠舉出乙酸丙酸纖維素(CAP)、纖維素乙酸酯丁酸酯、乙酸丙酸纖維素丁酸酯般之除了乙醯基外鍵結有丙酸酯基或丁酸酯基之纖維素之混合脂肪酸酯。
該等纖維素酯使用單一種類亦可,組合複數種使用亦可。
(醯基之種類、置換度)
藉由調節纖維素酯之醯基之種類及置換度,能夠將相位差之濕度變動控制於所需之範圍,而能夠使膜厚之均一性提升。
纖維素酯之醯基之置換度越小,則相位差顯現性越提升,故能夠薄膜化。
另一方面,醯基之置換度過小,則有耐久性惡化之虞,故不佳。
另一方面,若纖維素酯之醯基之置換度越大,則相位差越不易顯現,於製膜之際必須使延伸倍率增加,然而於高延伸倍率下難以均一地進行延伸,而因此使膜厚之不均增大(惡化)。
並且,作為厚度方向之遲滯(相位差)之Rt濕度變動,係因對於纖維素之羰基配位水分子而產生,故有醯基之置換度越高,亦即,纖維素中之羰基越多,則有Rt濕度變動越惡化之傾向。
纖維素酯之總置換度,係2.1~2.5之範圍內為佳。
藉由設為該範圍,係能夠抑制環境變動(特別是因濕度導致之Rt變動),並且使膜厚之均一性提升。
以使製膜之際之流延性及延伸性提升,而使膜厚之均一性更為提升之觀點而言,更佳為2.2~2.45之範圍內。
更具體而言,纖維素酯係滿足下述式(a)及(b)。下述式(a)及(b)中,X係乙醯基之置換度,Y係丙醯基或丁醯基之置換度,或是其混合物之置換度。
纖維素酯,係纖維素乙酸酯(Y=0)及乙酸丙酸纖維素(CAP)(Y;丙醯基,Y>0)更佳,以使膜厚不均減少之觀點而言,又更佳為Y=0之纖維素乙酸酯。
以將相位差顯現性、Rt濕度變動、膜厚不均控制在所需範圍之觀點而言,特佳之纖維素乙酸酯,係2.1≦X≦2.5(更佳為2.15≦X≦2.45)之纖維素二乙酸酯(DAC)。
並且,於Y>0之情形,特佳之乙酸丙酸纖維素(CAP),係0.95≦X≦2.25、0.1≦Y≦1.2、2.15≦X+Y≦2.45。
藉由使用前述纖維素乙酸酯或是乙酸丙酸纖維素,係能夠獲得遲滯優異,且機械強度、環境變動優異之薄膜卷。
又,醯基之置換度,係表示每1葡萄糖單位之醯基之平均數,並係表示1葡萄糖單位之第2、第3及第6之羥基之數個氫原子被醯基置換。
因此,最大置換度係3.0,在此情形係意指第2、第3及第6之羥基之氫原子全部被醯基置換。
該等醯基,係平均地置換葡萄糖單位之第2、第3及第6亦可,以有分布之方式置換亦可。
置換度係藉由ASTM-D817-96所規範之方法求取。
為獲得所需之光學特性,將不同置換度之纖維素乙酸酯混合使用亦可。
前述情形,不同之纖維素乙酸酯之混合比率並無特別限定。
纖維素酯之數量平均分子量(Mn),係2×10
4~3×10
5之範圍內為佳,並且,以提高所獲得之薄膜卷之機械強度之觀點而言,係2×10
4~1.2×10
5之範圍內更佳,係4×10
4~8×10
4之範圍內又更佳。
纖維素酯之數量平均分子量Mn,係於前述測定條件下使用凝膠滲透層析(GPC)測定並算出。
纖維素酯之重量平均分子量(Mw),係2×10
4~1×10
6之範圍內為佳,並且,以提高所獲得之薄膜卷之機械強度之觀點而言,係2×10
4~1.2×10
5之範圍內更佳,係4×10
4~8×10
4之範圍內又更佳。
纖維素酯之原料纖維素,雖並未特別限定,然而可舉出棉花絨、木漿、洋麻等。
並且,自該等原料所獲得之纖維素酯,能夠各自以任意之比例混合使用。
纖維素乙酸酯、乙酸丙酸纖維素等之纖維素酯,係能夠藉由周知之方法製造。
一般而言,係將原料之纖維素與預定之有機酸(醋酸、丙酸等)與酸無水物(無水醋酸、無水丙酸等)、觸媒(硫酸等)混合,使纖維素酯化,而能夠使反應進行至產生纖維素之三酯。
就三酯而言,葡萄糖單位之三個羥基,係被有機酸之醯基酸置換。
若同時使用二種有機酸,則能夠製作混合酯型之纖維素酯,例如乙酸丙酸纖維素或纖維素乙酸酯丁酸酯。
接著,使纖維素之三酯水解,藉此合成具有所需之醯基置換度之纖維素酯樹脂。
之後,經過過濾、沉澱、水洗、脫水、乾燥等之步驟,完成纖維素酯樹脂。具體而言,係能夠參考日本特開平10-45804號所記載之方法加以合成。
(4.2)其他添加劑
本發明之薄膜卷,作為其他添加劑,除了前述熱可塑性樹脂以外含有以下者亦可。
(4.2.1)可塑劑
本發明之薄膜卷,例如以對於偏光板保護薄膜等賦予加工性為目的,至少含有一種可塑劑為佳。
可塑劑係單獨或混合兩種以上使用為佳。
以能夠良好兼顧有效地控制透濕性及與纖維素酯等之基材樹脂之相溶性之觀點而言,於可塑劑當中,含有自糖酯、聚酯及苯乙烯系化合物所成群中選擇之至少任一種可塑劑為佳。
以兼顧改善耐濕熱性及與纖維素酯等之基材樹脂之相溶性之觀點而言,該可塑劑,係分子量15000以下為佳,係10000以下更佳。
若係該分子量為10000以下之化合物為聚合物之情形,重量平均分子量(Mw)係10000以下為佳。
較佳之重量平均分子量(Mw)之範圍係100~10000之範圍內,更佳係400~8000之範圍內。
特別是,為獲得本發明之效果,對於基材樹脂100質量份含有6~40質量份的範圍內之該分子量1500以下之化合物為佳,含有10~20質量份的範圍內更佳。
藉由於前述範圍內進行含有,則能夠兼顧有效地控制透濕性及與基材樹脂之相溶性,故較佳。
<糖酯>
於本發明之薄膜卷中,以防止水解為目的,含有糖酯化合物亦可。
具體而言,作為糖酯化合物,係具有1個以上12個以下之吡喃糖構造或呋喃糖構造之至少一種,並能夠使其構造之所有或一部分之OH基酯化而作為糖酯使用。
<聚酯>
於本發明之薄膜卷中,亦能夠含有聚酯。
聚酯雖未特別限定,然而能夠使用例如藉由二羧酸或該等之酯形成性衍生物與二醇之縮合反應所能夠獲得之末端為羥基之聚合物(聚酯多元醇),或是該聚酯多元醇之末端之羥基被單羧酸密封之聚合物(末端密封聚酯)。
在此所謂酯形成性衍生物,係指二羧酸之酯化物、二羧酸氯化物、二羧酸之無水物。
<苯乙烯系化合物>
於本發明之薄膜卷中,以改善薄膜之耐水性為目的,除了前述糖酯、聚酯以外,或取代該糖酯、聚酯,尚能夠使用苯乙烯系化合物。
苯乙烯系化合物,係苯乙烯系單體之均聚物亦可,係苯乙烯系單體與其以外之共聚單體之共聚物亦可。
苯乙烯系化合物中之苯乙烯系單體來源之構成單位之含有比例,為使分子構造具有一定以上之體積大小,較佳係30~100mol%之範圍內,更佳係50~100mol%之範圍內。
於苯乙烯系單體之例中,係包含苯乙烯;α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯等之烷基置換苯乙烯類;4-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯等之鹵素置換苯乙烯類;p-羥基苯乙烯、α-甲基-p-羥基苯乙烯、2-甲基-4-羥基苯乙烯、3,4-二羥基苯乙烯等之羥基苯乙烯類;乙烯基苯甲醇類;p-甲氧基苯乙烯、p-tert-丁氧基苯乙烯、m-tert-丁氧基苯乙烯等之烷氧基置換苯乙烯;3-乙烯基安息香酸、4-乙烯基安息香酸等之乙烯基安息香酸類;4-乙烯基苄基乙酸酯;4-乙醯氧基苯乙烯;2-丁醯胺苯乙烯、4-甲醯胺苯乙烯、p-磺醯胺苯乙烯等之醯胺苯乙烯類;3-胺基苯乙烯、4-胺基苯乙烯、2-異丙烯基苯胺、乙烯基苄基二甲基胺等之胺基苯乙烯類;3-硝基苯乙烯、4-硝基苯乙烯等之硝基苯乙烯類;3-氰基苯乙烯、4-氰基苯乙烯等之氰基苯乙烯類;乙烯基苯基乙腈;苯基苯乙烯等之芳基苯乙烯類、茚類等。
苯乙烯系單體,係一種亦可,係組合兩種以上亦可。
(4.2.2)任意成分
本發明之薄膜卷,係能夠含有抗氧化劑、著色劑、紫外線吸收劑、消光劑、丙烯酸粒子、氫鍵結性溶劑及離子性界面活性劑等之其他任意成分。
該等成分,係能夠對於基材樹脂100質量份以0.01~20質量份之範圍內添加。
(抗氧化劑)
本發明之薄膜卷,作為抗氧化劑,係能夠使用一般周知者。
特別是使用內酯系、硫系、酚系、雙鍵系、受阻胺系、磷系之各化合物為佳。
該等抗氧化劑等,對於作為薄膜之主原料之樹脂以0.05~20質量%之範圍內進行添加為佳,以0.1~1質量%之範圍內進行添加更佳。
該等抗氧化劑等,相較於僅使用一種,藉由併用數種不同系之化合物係能夠獲得加乘效果。
例如併用內酯系、磷系、酚系及雙鍵系化合物為佳。
(著色劑)
本發明之薄膜卷,在不損及本發明之效果之範圍內,為調整色調,係含有著色劑為佳。
所謂著色劑,係意指染料或顏料,於本發明中,係指具有使液晶畫面之色調為藍色調之效果,或具有調整黃色指數、降低霧度之效果者。
作為著色劑係能夠使用各種染料、顏料,然而以蒽醌染料、偶氮染料、酞菁顏料等為有效。
(紫外線吸收劑)
本發明之薄膜卷,因亦能夠使用於偏光板之目視確認側或背光側,故以賦予紫外線吸收功能為目的,含有紫外線吸收劑亦可。
作為紫外線吸收劑,雖未特別限定,然而例如能夠舉出苯并三唑系、2-羥基二苯甲酮系或水楊酸苯基酯系等之紫外線吸收劑。
例如,能夠例示2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑、2-[2-羥基-3,5-二(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-t-丁基-2-羥基苯基)苯并三唑等之三唑類、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮及2,2’-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮等之二苯甲酮類。
前述紫外線吸收劑,能夠單獨一種或組合兩種以上使用。
紫外線吸收劑之使用量,係視紫外線吸收劑之種類、使用條件等而並非一致,然而一般而言,係對於基材樹脂以0.05~10質量%之範圍內進行添加為佳,以0.1~5質量%之範圍內進行添加更佳。
(微粒子)
本發明之薄膜卷,係添加有對於薄膜卷賦予滑動性之微粒子為佳。
特別是,以提升本發明之薄膜表面之滑動性,並提升捲取時之滑動性,以防止產生損傷或黏連之觀點而言,添加微粒子亦屬有效。
作為微粒子,只要不致損及所獲得之薄膜卷之透明性,且具有熔融時之耐熱性,則為無機微粒子或有機微粒子皆可,然而係以無機微粒子為佳。
該等微粒子,係能夠單獨使用,亦能夠併用兩種以上。
藉由併用粒徑或形狀(例如針狀或球狀等)不同之粒子,亦能夠良好地兼顧透明性及滑動性。
構成前述微粒子之化合物當中,係特別是以折射率接近前述環烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂或纖維素酯系樹脂故透明性(霧度)優異之二氧化矽為佳。
作為二氧化矽之具體例,係能夠使用商品名為AEROSIL(註冊商標)200V、AEROSIL(註冊商標)R972V、AEROSIL(註冊商標)R972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600、NAX50(以上係NIPPON AEROSIL株式會社製)、Seahoster(註冊商標)KEP-10、Seahoster(註冊商標)KEP-30、Seahoster(註冊商標)KEP-50(以上係株式會社日本觸媒製)、SYLOPHOBIC(註冊商標)100(FUJI SILYSIA CHEMICAL株式會社製)、Nipsil(註冊商標)E220A(日本silica工業株式會社製)及ADMAFINE(註冊商標)SO(Admatechs株式會社製)等之市售品等。
作為粒子之形狀,係能夠使用不定形、針狀、扁平、球狀等而無特別限制,然而特別是使用球狀粒子能夠使所獲得之薄膜卷之透明性良好,故較佳。
粒子之大小,若接近可見光之波長則會使光散射而使透明性惡化,故比可見光之波長更小為佳,係可見光之波長之1/2以下更佳。
若粒子之大小過小則有滑動性無法改善之情形,故係80~180nm之範圍內特佳。
又,所謂粒子之大小,於粒子為一次粒子之凝聚體之情形,係意指凝聚體之大小。
並且,於粒子並非球狀之情形,係意指相當於其投影面積之圓之直徑。
微粒子,係對於基材樹脂以0.05~10質量%之範圍內進行添加為佳,以0.1~5質量%之範圍內進行添加更佳。
(薄膜之用途)
從本發明之薄膜卷送出之薄膜,係適合作為光學薄膜用於偏光板之保護薄膜等,亦能夠使用於各種光學測定裝置及液晶顯示裝置或有機電致發光顯示裝置等之顯示裝置。
[實施例]
以下,係舉出實施例具體地說明本發明,然而本發明不限定於該等。又,於實施例中使用「份」或「%」之表記,若並未特別限定,係分別表示「質量份」或「質量%」。
[薄膜卷之製作]
(薄膜卷No.1之製作)
薄膜卷之製膜,係使用溶液流延製膜法。
<薄膜形成步驟(S1)>
(膠漿之調製)
<合成環狀聚烯烴聚合物(P-1)>
將純化甲苯100質量份及降莰烯羧酸甲基酯100質量份放入攪拌裝置。
接著,將溶解於甲苯中之乙基己酸酯-Ni 25mmol%(對單體質量)、三(五氟苯基)硼0.225mol%(對單體質量)及溶解於甲苯之三乙基鋁0.25mol%(對單體質量)放入攪拌裝置。
於室溫下一邊攪拌一邊反應18小時。
於反應結束後過剩之乙醇中放入反應混合物,而生成聚合物沉澱。
將沉澱純化而獲得之環狀聚烯烴聚合物(P-1)在真空乾燥下以65℃乾燥24小時。
<膠漿(D-1)之調製>
將下述組成物1放入混合槽,進行攪拌而使各成分溶解之後,藉由平均孔徑34μm之濾紙及平均孔徑10μm之燒結金屬過濾器進行過濾而調製膠漿(D-1)。
(組成物1)
環狀聚烯烴聚合物(P-1) 150質量份
二氯甲烷 380質量份
甲醇 70質量份
接著,將包含藉由前述方法調製之環狀聚烯烴溶液(膠漿(D-1))之下述(組成物2)放入分散機,作為添加劑調製微粒子分散液(M-1)。
(組成物2)
微粒子(AEROSIL R812:NIPPON AEROSIL公司製,一次平均粒徑:7nm,表觀比重50g/L) 4質量份
二氯甲烷 76質量份
甲醇 10質量份
環狀聚烯烴溶液(膠漿(D-1)) 10質量份
混合100質量份之前述環狀聚烯烴溶液(D-1)及0.75質量份之微粒子分散液(M-1),而調製製膜用膠漿(樹脂組成物環烯烴系樹脂COP1)。
(膠漿之流延)
將所調製之製膜用膠漿(樹脂組成物環烯烴系樹脂COP1),通過加壓型定量齒輪泵,藉由導管送液至流延模具,並從流延模具將膠漿於製膜線上以1800mm之寬度,流延至無限進行移送之旋轉驅動不鏽鋼製無端環帶所成之支承體上之流延位置,於支承體上進行加熱直至膠漿具備自我支撐性,並使溶劑藉由蒸發進行乾燥直至能夠藉由剝離滾輪從支承體將流延膜剝離,而形成薄膜。
前述之流延膠漿中之各條件,係如以下所述。
<條件>
使從泵浦至流延模具之配管之長度為60m,並調整使用於膠漿送液之齒輪泵之齒輪比,使泵浦之旋轉速度為20rpm。
藉由流延模具之熱螺栓,將吐出膠漿之狹縫之寬度之間隙,調整為使剛吐出後之膜厚偏差對於流延膜全體為1.5%,而控制流延膜之初期吐出膜厚。
進行乾燥直至使輸送帶上之流延膜之殘留溶劑量成為200質量%而藉此形成薄膜,於表層形成覆膜之後,噴吹風速16m/sec(40℃)之熱風而使突起平坦化。
(薄膜之剝離)
形成薄膜之後,從支承體藉由剝離滾輪將薄膜以具有自我支撐性之狀態下剝離。
(於薄膜面內之收縮)
在不使薄膜保持寬度之狀態下進行高溫處理以提高薄膜密度,藉此使薄膜往寬度方向以收縮率7%收縮。
(薄膜之乾燥)
之後,將薄膜於支承體上加熱,使溶劑蒸發。
藉由下述方法測定薄膜之殘留溶劑量,為5質量%以下。
(殘留溶劑量測定)
殘留溶劑量,係藉由氣相層析法如下述般分析質量。
亦即,採集任意部位之薄膜片,為防止殘留於薄膜中之溶劑揮發,係迅速放入小瓶中並栓上栓蓋。
接著將針插入小瓶,使用氣相層析儀(Agilent Technologies(株)製)分析質量。
又,殘留溶劑量,係以下述式定義。
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
又,前述式中之M,係於製造流延膜或薄膜當中或製造之後之任意時點採集之試料之質量(g),前述式中之N,係將前述試料於115℃加熱1小時後之質量(g)。
<凸部調整步驟(S2)>
(薄膜之延伸)
之後,於拉幅延伸裝置內搬運薄膜,係一邊對於薄膜局部性加熱一邊使薄膜橫向延伸。
(局部性加熱手段)
作為局部性加熱手段,係使用紅外線(IR)加熱器。
薄膜上之各紅外線加熱器之熱源部之位置,係配置於距離薄膜表面75mm之位置。
並且,使加熱寬度為150mm(於使紅外線加熱器之正下方之強度為1時,強度成為0.2時之加熱寬度)。
紅外線加熱器之各熱源部,係額定750W且180~350℃之範圍內。
(紅外線加熱器配置及熱源部設置間隔)。
紅外線加熱器,係如圖6B般於長度方向排列2列,各紅外線加熱器之熱源部設置間隔係間距30mm。
(連結熱源部E
A與E
B之直線對於長度方向之直線之平均斜率θ
E')
以使連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線對於長度方向之直線之平均斜率θ
E'為5.7°之方式,設定紅外線加熱器。
(紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A))。
使紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A)為0.2。
並且,此時使用線內遲滯/膜厚測定裝置RE-200L2T-Rth+膜厚(大塚電子(株)製)測定作為目標之薄膜之寬度方向之膜厚分布,並根據與目標之膜厚分布之差,於電腦上算出各個紅外線加熱器之設定溫度,透過PLC KV-8000(Keyence(株)製)輸出各個熱源之設定溫度以調整凸部,並自動反覆該流程,以使膜厚調整自動化進行。
(各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V))
與前述操作同時,以使各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V)成為表I之值之方式進行控制(膜厚控制係藉由前述操作進行,然而針對測定方法係後述)。
<修整步驟(S3)>
將受到延伸之薄膜之寬度方向之薄膜之兩端部切斷(修整)。
(振盪有無)
又,於修整之際,不使薄膜振盪。
(滾花有無)
之後,不對於薄膜施加滾花加工。
<捲取步驟(S4)>
捲取前述薄膜。
以初期張力50N,錐度70%及角落25%之方式實施。
以薄膜卷寬度2000mm,捲長3900m之方式實施。
搬運薄膜之產線速度係60m/分。
藉由以上之步驟,製作薄膜卷No.1。
(確認關於凸部之薄膜之表面特性)
於即將進行修整後捲取步驟之前,作為關於凸部之薄膜特性,係測定凸部之個數、凸部之高度,並確認凸部之連續性。
並且,就大致直線對於薄膜表面之長度方向之斜率之絕對值亦進行測定。
針對連續性之確認方法,係於以下表示。
《連續性之確認方法》
作為確認凸部之連續性之方法,具體而言,係將藉由線內遲滯/膜厚測定裝置RE-200L2T-Rth+膜厚(大塚電子(株)製)進行測定之資料,於電腦上以熱圖(橫軸:薄膜寬度位置、縱軸:薄膜長度位置、濃淡:膜厚值)之形式顯示,而確認凸部之連續性。
於圖14表示實際上使用於確認之熱圖之一例。
又,圖14,係圖4A之凸部之連續性之實際熱圖之一例,且係表I中之「直線」之表現方式之一例。
(薄膜卷No.2~4之製作)
於<凸部調整步驟(S2)>中,以使各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V)成為表I之值之方式進行控制以外,係與薄膜卷No.1同樣地製作薄膜卷No.2~4。
(薄膜卷No.5之製作)
薄膜卷之製膜,係使用溶液流延製膜法。
於<薄膜形成步驟(S1)>及<凸部調整步驟(S2)>,係進行與薄膜卷No.1同樣之操作。
<修整步驟(S3)>
將受到延伸之薄膜之寬度方向之薄膜之兩端部切斷(修整)。
(振盪有無)
又,於修整之際,不使薄膜振盪。
(滾花有無)
之後,對於薄膜施加高度1μm之滾花加工。
於以下記載其詳情。
對於<修整步驟(S3)>後之薄膜照射雷射光,而形成滾花加工部。
薄膜之兩端部之滾花加工寬度,係自薄膜端部起15mm。
搬運薄膜之產線速度係60m/分。
作為雷射裝置係使用二氧化碳雷射裝置,使雷射裝置之輸出為20W,出光波長之中心波長為9.4μm,並使出光波長範圍為以中心波長為中心之±0.01μm以下。
雷射光對於薄膜之照射,係使從二氧化碳雷射裝置之發光受到平行化之射束,藉由2枚電流鏡反射,並透過fθ透鏡(焦點距離200mm)聚光於受到搬運之薄膜之表面,而藉此進行。
藉由控制電流鏡之角度,能夠使聚光位置往薄膜平面方向移動,而藉此控制雷射光對於薄膜表面上之照射之軌跡。
《大氣壓電漿處理步驟:表面改質處理》
將春日電機製AGP-500設置於光學薄膜之滾花加工部之背面側,並照射0.5kW。
以使產生大氣壓電漿之探針與薄膜之距離為5mm之方式實施。
所照射之大氣壓電漿,係在對向於滾花加工部之薄膜背面側,以能夠照射滾花加工寬度之110%之寬度之方式設定設置位置。
<捲取步驟(S4)>
捲取前述薄膜。
以初期張力50N,錐度70%及角落25%之方式實施。
以薄膜卷寬度2000mm,捲長3900m之方式實施。
搬運薄膜之產線速度係60m/分。
藉由以上之步驟,製作薄膜卷No.5。
(薄膜卷No.6之製作)
於<薄膜形成步驟(S1)>之膠漿之調製中,作為樹脂組成物,使用三乙醯基纖維素(TAC)取代COP1,於<修整步驟(S3)>中,對於薄膜施加高度2μm之滾花加工,除此之外,以與薄膜卷No.5同樣之步驟製作薄膜卷No.6。
(薄膜卷No.7之製作)
於<凸部調整步驟(S2)>中,使紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A)為0.6,除此之外,以與薄膜卷No.5同樣之步驟製作薄膜卷No.7。
(薄膜卷No.8之製作)
於<凸部調整步驟(S2)>中,使紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A)為0.1,除此之外,與薄膜卷No.5同樣地製作薄膜卷No.8。
(薄膜卷No.9之製作)
於<凸部調整步驟(S2)>中,紅外線加熱器係如圖6C般於長度方向排列為5列,使各紅外線加熱器之熱源部設置間隔為間距10mm,以使連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線對於長度方向之直線之平均斜率為2.0°之方式設定紅外線加熱器,並使紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A)為0.1,除此之外,與薄膜卷No.5同樣地製作薄膜卷No.9。
(薄膜卷No.10之製作)
於<凸部調整步驟(S2)>中,使紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A)為0.9,除此之外,與薄膜卷No.5同樣地製作薄膜卷No.10。
(薄膜卷No.11~15之製作)
於<凸部調整步驟(S2)>中,紅外線加熱器係如圖6A般於長度方向排列為1列,使各紅外線加熱器之熱源部設置間隔為間距125mm,連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線對於長度方向之直線之平均斜率,因紅外線加熱器於長度方向排列為1列故不算出,並使紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A)為0.9,於(確認關於凸部之薄膜之表面特性)時,使大致直線對於薄膜表面之長度方向之斜率之絕對值成為表I所記載之值,除此之外,與薄膜卷No.5同樣地製作薄膜卷No.11~15。
(薄膜卷No.16之製作)
於(確認關於凸部之薄膜之表面特性)時,以使凸部之連續性形成具有大致一定之變化率變化之曲率之曲線之軌跡之方式進行調整,除此之外,與薄膜卷No.11同樣地製作薄膜卷No.16。
又,以使前述凸部之連續性形成具有大致一定之變化率變化之曲率之曲線之軌跡之方式進行調整,故不算出大致直線對於薄膜表面長度方向之斜率之絕對值。
(薄膜卷No.17及18之製作)
於<修整步驟(S3)>,以100mm寬度實施振盪,於(確認關於凸部之薄膜之表面特性)時,以使凸部之高度成為表I所記載之值之方式進行調整,除此之外,與薄膜卷No.16同樣地製作薄膜卷No.17及18。
(薄膜卷No.19及20之製作)
於<修整步驟(S3)>,以100mm寬度實施振盪,於(確認關於凸部之薄膜之表面特性)時,以使凸部之個數成為表I所記載之值之方式進行調整,除此之外,與薄膜卷No.16同樣地製作薄膜卷No.19及20。
(薄膜卷No.21之製作)
於<修整步驟(S3)>,以100mm寬度實施振盪,除此之外,與薄膜卷No.16同樣地製作薄膜卷No.21。
(薄膜卷No.22之製作)
於<凸部調整步驟(S2)>,以熱風作為局部性加熱手段,於<修整步驟(S3)>,以100mm寬度實施振盪,除此之外,與薄膜卷No.16同樣地製作薄膜卷No.22。
(薄膜卷No.23之製作)
薄膜卷之製膜,係使用熔融流延製膜法。
<薄膜形成步驟(S1)>
(樹脂之熔融擠出)
藉由與薄膜卷No.1相同之步驟調製樹脂(樹脂組成物環烯烴系樹脂COP2),將經顆粒化者及添加劑(微粒子(AEROSIL R812:NIPPON AEROSIL公司製,一次平均粒徑:7nm,表觀比重50g/L))供給至擠出機,於擠出機內熔融,並通過加壓型定量齒輪泵,從流延模具以薄膜狀擠出至澆鑄滾筒上。
(熔融之樹脂/顆粒之流延、成形)
於前述擠出步驟中,使從泵浦至流延模具之配管之長度為60m,並調節使用於送液之齒輪泵之齒輪比,使泵浦之旋轉速度為20rpm。
藉由流延模具之熱螺栓,將吐出膠漿之狹縫之寬度之間隙,調整為使剛吐出後之膜厚偏差對於流延膜全體為1.5%,而控制流延膜之初期吐出膜厚。
進行乾燥直至使輸送帶上之流延膜之殘留溶劑量成為5質量%而藉此於表層形成覆膜之後,噴吹風速45m/sec(40℃)之熱風而使突起平坦化。
所擠出之樹脂,係藉由冷卻滾筒冷卻而成形,並形成薄膜。
<凸部調整步驟(S2)>
(薄膜之延伸)
之後,於拉幅延伸裝置內搬運薄膜,係一邊對於薄膜局部性加熱一邊使薄膜橫向延伸。
(局部性加熱手段)
作為局部性加熱手段,係使用紅外線(IR)加熱器。
薄膜上之各紅外線加熱器之熱源部之位置,係配置於距離薄膜表面75mm之位置。
並且,使加熱寬度為150mm(於使紅外線加熱器之正下方之強度為1時,強度成為0.2時之加熱寬度)。
紅外線加熱器之各熱源部,係額定750W且180~350℃之範圍內。
(紅外線加熱器配置及熱源部設置間隔)。
紅外線加熱器,係如圖6A般於長度方向排列1列,各紅外線加熱器之熱源部設置間隔係間距125mm。
(連結熱源部E
A與E
B之直線對於長度方向之直線之平均斜率θ
E')
連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線,對於長度方向之直線之平均斜率,因紅外線加熱器於長度方向排列1列,故不算出。
(紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A))。
使紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A)為0.9。
並且,此時使用線內遲滯/膜厚測定裝置RE-200L2T-Rth+膜厚(大塚電子(株)製)測定作為目標之薄膜之寬度方向之膜厚分布,並根據與目標之膜厚分布之差,於電腦上算出各個紅外線加熱器之設定溫度,透過PLC KV-8000(Keyence(株)製)輸出各個熱源之設定溫度以調整凸部,並自動反覆該流程,以使膜厚調整自動化進行。
(各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V))
與前述操作同時,以使各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V)成為表I之值之方式進行控制(膜厚控制係藉由前述操作進行,然而針對測定方法係後述)。
<修整步驟(S3)>
將受到延伸之薄膜之寬度方向之薄膜之兩端部切斷(修整)。
(振盪有無)
又,於修整之際,使薄膜以100mm寬度振盪。
(滾花有無)
之後,對於薄膜施加高度1μm之滾花加工。
又,滾花加工,係藉由與薄膜卷No.5相同之方法進行。
<捲取步驟(S4)>
捲取前述薄膜。
以初期張力50N,錐度70%及角落25%之方式實施。
以薄膜卷寬度2000mm,捲長3900m之方式實施。
搬運薄膜之產線速度係60m/分。
藉由以上之步驟,製作薄膜卷No.23。
(確認關於凸部之薄膜之表面特性)
如前述般,於即將進行修整後捲取步驟之前,作為關於凸部之薄膜特性,係測定凸部之個數、凸部之高度,並確認凸部之連續性。
並且,就大致直線對於薄膜表面之長度方向之斜率之絕對值亦進行測定。
(薄膜卷No.24~27之製作)
於<凸部調整步驟(S2)>中,紅外線加熱器係如圖6A般於長度方向排列為1列,使各紅外線加熱器之熱源部設置間隔為間距125mm,連結所配置之各個熱源部E
A與E
B之直線對於長度方向之直線之平均斜率,因紅外線加熱器於長度方向排列為1列故不算出,並使紅外線(IR)加熱器之中央部之熱量A與紅外線(IR)加熱器端部熱量之平均值B之熱量比率(B/A)為0.9,於<修整步驟(S3)>,以100mm寬度實施振盪,於(確認關於凸部之薄膜之表面特性)時,使凸部之個數、凸部之高度、凸部之連續性、大致直線對於薄膜表面之長度方向之斜率之絕對值及凸部之大致直線斜率、於各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V)成為表I所記載之值,除此之外,與薄膜卷No.5同樣地製作薄膜卷No.24~27。
(薄膜卷No.28之製作)
於<凸部調整步驟(S2)>,不使用(局部性加熱手段),並以使關於凸部之薄膜之表面特性之值成為表I般之方式進行控制,除此之外,與薄膜卷No.24同樣地製作薄膜卷No.28。
(實施例及比較例)
以薄膜卷No.1~23作為實施例,以薄膜卷No.24~28作為比較例,進行以下之評價。
將關於薄膜卷No.1~28之各測定值及評價彙整記載於表I。
[各種測定及評價]
將前述各種薄膜卷之外徑等之特性之測定、算出方法及評價方法於以下記載。
A.於各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V)
(測定方法)
對於薄膜之寬度方向往斜向以下述步驟1~步驟3之順序測定之膜厚值之各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V)之測定,係藉由線內遲滯/膜厚測定裝置RE-200L2T-Rth+膜厚(大塚電子(株)製)於3萬部位進行測定,而藉此實施。
又,測定之時機,於溶液流延製膜法、熔融流延製膜法中之皆係即將於常溫進行捲取步驟之前。
此時,橫動移動速度係以100mm/sec進行。
又,用以於步驟3算出長度平均膜厚值之資料,係對於3萬部位之測定值。
步驟1:
於薄膜之端部之任意位置測定膜厚之後,於每次測定,係測定從前述任意位置往寬度方向移動10mm,且往長度方向移動30mm之位置之膜厚,並記錄寬度位置、長度位置、膜厚值,並於另一方之薄膜之端部重複該流程。
步驟2:
於前述步驟1之結束後,至長度方向之移動位置之合計距離到達1000m為止,進行與前述步驟1相同之測定。
步驟3:
根據自前述步驟1及前述步驟2取得之大量膜厚資料,將相同寬度位置之膜厚值進行平均處理,而求取各個寬度位置之長度平均膜厚值。從其中算出最大值與最小值之高低差(P-V)。
B.配向角
(測定方法)
使用線內遲滯/膜厚測定裝置RE-200L2T-Rth+膜厚(大塚電子(株)製),於寬度方向之薄膜端部(例如自寬度最端部起往內側15mm之位置),往薄膜長度方向以採樣週期50msec測定薄膜之光學值(配向角)。
測定位置(測定裝置之設置位置),係設定為從薄膜端部(捲取位置)至薄膜長度100m之位置。
並且,根據以下之評價基準,針對長度方向之配向角變動進行評價。
又,在此,將薄膜中分子之慢軸對於薄膜長度方向(製膜方向、搬運方向)之角度作為配向角θ。
並且,在此,所謂「配向角變動」,係指所測定之配向角之標準差(σ)。
(評價基準)
◎:長度方向3000m中之配向角變動為0~0.10°之範圍內。
○:長度方向3000m中之配向角變動大於0.10°且0.12°以下。
×:長度方向3000m中之配向角變動大於0.12°。
又,例如所謂「長度方向3000m中之配向角變動值為0~0.10°之範圍內」,係意指於薄膜長度方向之3000m,於長度方向以50msec之週期測定薄膜寬度端部之配向角θ之際之(此時、寬度端部之配向角之測定點係以對應於50msec之週期之間距於薄膜之長度方向排列)配向角θ之所有資料之變動寬度,皆落在0~0.10°之範圍內之範圍。
因此,若評價越接近◎,則表示配向角θ之變動範圍越狹窄(配向角θ之值之變動越小),且長度方向之配向角偏差越小。
C.鏈狀評價
(評價方法)
將藉由實施例及比較例所獲得之薄膜卷,於捲起後在室溫23℃、濕度55%之環境下靜置15分鐘,以目視確認薄膜卷之最表層是否有鏈狀之變形。
並且,根據以下之評價基準,針對鏈狀變形進行評價。
(評價基準)
良:未確認到變形。
可:確認到有些許變形,然而因係彈性變形,故於實用上不造成問題。
不良:確認到會於實用上造成問題之1條以上之鏈狀變形。
D.擦傷評價
(評價方法)
以目視觀察藉由實施例所獲得之薄膜卷及藉由比較例所獲得之薄膜卷之薄膜之擦傷之外觀,並遵循以下之評價基準進行評價。
又,即便未確認到捲偏,亦有能夠確認到些微擦傷之情形。
此係因於薄膜卷中薄膜互相摩擦而產生者,於如此之情形,擦傷係相當於下述評價之「○」。
(評價基準)
◎:於薄膜上幾乎無法觀察到擦傷。
○:於薄膜上雖觀察到些微擦傷,然而作為產品並無問題。
×:於薄膜上觀察到多個擦傷,作為產品有問題。
(總結)
自以上可知,於表I比較實施例及比較例之各種性能評價,實施例係整體而言較為優異。
[產業上之利用可能性]
能夠提供一種薄膜卷的製造方法及用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,其能夠使捲狀故障不致發生,適合於藉由能夠將配向角變動抑制得較小之廣寬之薄膜加工所進行之製造。
1,1a:攪拌裝置(攪拌槽)
2:流延模具
3:支承體(無端環帶、滾筒)
3a,3b:滾輪
4:剝離滾輪
5:流延膜
6:乾燥裝置
7:延伸裝置(拉幅延伸裝置、斜向延伸裝置)
8:切斷部
10:切斷部
11:乾燥裝置
12:切斷部
13:捲取裝置
14:擠出機
15:流延模具
16:澆鑄滾筒、支承體
16a:接觸滾輪
17:冷卻滾筒
19:延伸裝置(拉幅延伸裝置)
20:切斷部
23:捲取裝置
30:薄膜卷
31:薄膜
32:滾輪
33:接觸滾輪
40:延伸裝置(拉幅延伸裝置)
42:夾具
46:罩
48:無端鏈條
50:原動鏈輪
52:從動鏈輪
54:軌道
56:開放構件
80:溫度分布感測器
101:噴嘴固定部分
102:噴嘴
103:流延膜
104:端部噴嘴
105:中央噴嘴
106:夾具罩
A:薄膜卷之端部之一部分
B:滾花加工之凹凸形狀之一部分
C:寬度方向之貼附部分
D:長度方向之貼附部分
F:薄膜
H
A,H
B:寬度
Q:紅外線(IR)加熱器
h:凸部高度
E
A,E
B:熱源部
θ':大致直線對於薄膜表面之長度方向之斜率
θ
E':連結熱源部E
A與E
B之直線對於長度方向之直線之平均斜率
P
1,P
2,P
3:各紅外線加熱器之熱源部設置間隔之間距
[圖1]凸部與寬度方向之膜厚分布之關係圖
[圖2]係表示本發明之製造步驟之流程之流程圖
[圖3]藉由溶液流延製膜法製造薄膜之裝置之示意圖
[圖4A]表示將凸部於長度方向直線性地使凸部連續性地配置、調整之示意圖
[圖4B]表示將凸部於長度方向直線性地使凸部連續性地配置、調整之示意圖
[圖4C]表示將凸部於長度方向沿著曲線配置、調整之示意圖
[圖5]表示凸部之位置之標繪圖與近似直線之關係之圖
[圖6A]將紅外線加熱器於薄膜之長度方向配置為1列之圖
[圖6B]將紅外線加熱器於薄膜之長度方向配置為2列之圖
[圖6C]將紅外線加熱器於薄膜之長度方向配置為5列之圖
[圖7A]表示各熱源部與長度方向所成之直線之平均斜率之圖
[圖7B]表示各熱源部與長度方向所成之直線之平均斜率之圖
[圖8]從上側自垂直於薄膜面之面觀察拉幅延伸裝置之剖面圖
[圖9]從正面觀察拉幅延伸裝置內之3個區域時之噴嘴及加熱器設置部分之示意圖
[圖10]拉幅延伸裝置內之3個區域之側視圖
[圖11]從上側自垂直於薄膜面之面觀察拉幅延伸裝置之剖面圖
[圖12]表示薄膜受到捲取之步驟,以及受到捲取後之本發明之薄膜卷之剖面之示意圖
[圖13]藉由熔融流延製膜法製造光學薄膜之裝置之概略構成圖
[圖14]使用於確認連續性之熱圖之一例
Claims (8)
- 一種薄膜卷的製造方法,藉由溶液或熔融流延法進行;其特徵為:至少具有:薄膜形成步驟;前述薄膜表面之寬度方向之凸部調整步驟;前述薄膜之兩端部之修整步驟;以及藉由前述修整步驟修整之薄膜之捲取步驟,前述凸部調整步驟,係調整前述凸部之數量、高度及位置之步驟,藉由對於前述薄膜局部性加熱,在使前述凸部之數量為寬度方向每1m有1~10個之範圍內,使前述凸部之高度為0.05~0.50μm之範圍內,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向連續性移動之方式進行調整。
- 如請求項1所述之薄膜卷的製造方法,其中,於前述修整步驟,在修整前述薄膜之兩端部之前,不使前述薄膜往前述薄膜之寬度方向振盪。
- 如請求項1或請求項2所述之薄膜卷的製造方法,其中,於前述凸部調整步驟中,藉由對於前述薄膜局部性加熱,以使前述凸部之位置於前述薄膜表面之長度方向排列在大致直線上之方式進行調整,並且,使前述大致直線對於前述薄膜表面之長度方向之斜率之絕對值為0.01~0.6°之範圍內。
- 如請求項1或請求項2所述之薄膜卷的製 造方法,其中,前述局部性加熱,係藉由配置於薄膜之寬度方向及長度方向之紅外線加熱器進行,於前述薄膜之寬度方向,紅外線加熱器之熱源部係以10~100mm之間隔配置,並且,該熱源部係於薄膜之長度方向配置於與寬度位置不同之位置,連結所配置之各個熱源部EA與EB之直線之平均斜率θE',係對於長度方向為2~45°之範圍內。
- 如請求項4所述之薄膜卷的製造方法,其中,前述紅外線加熱器之中央部之熱量A與紅外線加熱器之端部之熱量之平均值B,係滿足下述式(1),式(1):0.2<(B/A)<0.6。
- 如請求項1或請求項2所述之薄膜卷的製造方法,其中,於前述修整步驟之後,不對於前述薄膜施加滾花加工。
- 如請求項1或請求項2所述之薄膜卷的製造方法,其中,對於前述薄膜之寬度方向往斜向以下述步驟1~步驟3之順序測定之膜厚值之各寬度位置之長度平均膜厚之最大高低差(P-V),係0.02~0.40μm之範圍內;步驟1:於薄膜之端部之任意位置測定膜厚之後,於每次測定,係測定從前述任意位置往寬度方向移動10mm,且往 長度方向移動30mm之位置之膜厚,並記錄寬度位置、長度位置、膜厚值,並重複該流程至另一方之薄膜之端部為止;步驟2:於前述步驟1之結束後,至長度方向之移動位置之合計距離到達1000m為止,進行與前述步驟1相同之測定;步驟3:根據自前述步驟1及前述步驟2取得之大量膜厚資料,將相同寬度位置之膜厚值進行平均處理,而求取各個寬度位置之長度平均膜厚值;從其中算出最大值與最小值之高低差(P-V)。
- 一種用於薄膜卷的製造之凸部調整系統,具有調整薄膜表面之寬度方向之凸部之數量、高度及位置之凸部調整步驟;其特徵為:包含:膜厚取得手段,係取得前述凸部調整步驟之途中或結束後之薄膜之膜厚分布;判定手段,係根據前述膜厚分布之資料,判定前述寬度方向之前述凸部之數量是否為每1m有1~10個之理想值之範圍內,及判定前述寬度方向之前述凸部高度是否為0.05~0.50μm之理想值之範圍內;以及於前述判定手段,判定前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方或其中一方為理想值之範圍外之情形,以使前述凸部之數量及前述凸部之高度雙方皆成為理想值之範圍內之方式,藉由紅外線加熱器對於前述薄膜進行局部性加熱 之手段。
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