TW201433594A - 延伸薄膜之製造方法 - Google Patents

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Tomoaki Konishi
Takashi Yoshida
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Toray Industries
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Abstract

本發明提供一種延伸薄膜,特別是一種適合光學用途的延伸薄膜,且提供一種透明性優異,損傷少,適於種種加工用途的延伸薄膜製造方法。關於本發明的延伸薄膜之製造法,其係在隔開距離而配置的2支延伸輥中,包含使用上游側的延伸輥(以下稱為第1延伸輥)及下游側的延伸輥(以下稱為第2延伸輥)對於薄膜進行縱延伸處理之步驟的延伸薄膜之製造方法;其特徵為:接近於第1延伸輥的軋輥為2支以上及接近於第2延伸輥的軋輥為2支以上。

Description

延伸薄膜之製造方法
本發明係關於一種延伸薄膜,特別是關於一種適合光學用途的延伸薄膜之製造方法。
從優異的透明性、尺寸穩定性、耐化學性而言,聚酯等之雙軸配向熱可塑性樹脂薄膜係被廣泛利用作為在透射、反射光之狀態下使用的各種光學用薄膜。特別是在用於液晶顯示器(LCD)的稜鏡薄片用基礎薄膜、硬塗用基礎薄膜、抗反射(AR)薄膜用基礎薄膜、光擴散用基礎薄膜、用於觸控面板的透明導電性薄膜等之用途中,因為需要優異的強度、尺寸穩定性,所以使用比較厚的薄膜。
如前述的光學用薄膜中,在優異的透明性與稜鏡透鏡加工或硬塗加工、AR加工之際,需要加工用的塗布層等之接著性優異,甚至希望薄膜光學上的缺點極少。
用以對薄膜改良處理性(易滑性、捲取性、耐黏結性等)或耐刮痕性等的方法,係揭露於專利文獻1。
又,為了得到透明性更優異的薄膜,雖可減少基材薄膜中之粒子的含量或是以無粒子製造,但該情況中,透明性變高的一方,耐刮痕性會下降,且變得容 易產生成為光學缺點原因之表面的損傷。因此,作為抑制如此的損傷之產生的技術,專利文獻2中係揭露藉由使薄膜表面具有界面活性劑而成為長度20mm以上且最大深度0.5μm以上之損傷為10個/m2以下的聚酯系光學用薄膜。但是,難以抑制更微小的損傷之產生,而無法滿足近來光學用薄膜所需要的水準。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開昭62-214518號公報
[專利文獻2]日本特開平9-183201號公報
專利文獻1所揭露的方法中,因為在薄膜延伸時形成於粒子周圍的孔隙,所以薄膜的透明性會下降,因此並不適於高度需要光學上透明性或均質性的光學薄膜之製造方法。
又,專利文獻2所揭露的方法中,抑制更微小的損傷之產生係為困難,無法滿足近來光學用薄膜所需要的水準。
因此,本發明係提供一種透明性優異,損傷少,適於種種加工用途之適於光學用途的延伸薄膜之製造方法。
仔細探討前述問題的結果發現:在隔開距離 而配置2支延伸輥,對於包含熱可塑性樹脂的薄膜進行輥縱延伸之際,藉由將接近於2支延伸輥的軋輥如下進行設定,可抑制薄膜的損傷產生,進而完成本發明。亦即,本發明係如下述。
1)一種延伸薄膜之製造方法,其係含有使用上游側的延伸輥(以下稱為第1延伸輥)及下游側的延伸輥(以下稱為第2延伸輥)對於薄膜進行縱延伸處理之步驟的延伸薄膜之製造方法,其特徵為:接近於第1延伸輥的軋輥為2支以上。
2)如1)記載之延伸薄膜之製造方法,其中該接近於第1延伸輥的軋輥為2支;在該接近於第1延伸輥的2支軋輥中,將上游側的軋輥作為第0軋輥、下游側的軋輥作為第1軋輥,且將夾持於第1延伸輥及第0軋輥的部位作為第0抓持部、夾持於第1延伸輥及第1軋輥的部位作為第1抓持部之際,第0抓持部的位置為薄膜與第1延伸輥之接觸區域之上游側的端部,且第1抓持部的位置為薄膜與第1延伸輥之接觸區域之下游側的端部。
3)如1)或2)記載之延伸薄膜之製造方法,其中接近於第2延伸輥的軋輥為2支以上。
4)如1)至3)中任一項記載之延伸薄膜之製造方法,其中該接近於第2延伸輥的軋輥為2支;在該接近於第2延伸輥的2支軋輥中,將上游側的軋輥作為第2軋輥、下游側的軋輥作為第3軋輥,且將夾持於第2延伸輥及第2軋輥的部位作為第2抓持部、夾持於第2延伸輥及第3軋輥的部位作為第3抓持部之際,第2抓持部的位置為薄膜與第2延伸 輥之接觸區域之上游側的端部,且第3抓持部的位置為薄膜與第2延伸輥之接觸區域之下游側的端部。
5)如1)至4)中任一項記載之延伸薄膜之製造方法,其中第0軋輥具有清掃機構(以下稱為第1清掃機構),且第1清掃機構可清掃位於第1延伸輥的上游側之第1搬運輥。
6)如1)至5)中任一項記載之延伸薄膜之製造方法,其中第3軋輥具有清掃機構(以下稱為第2清掃機構),且第2清掃機構可清掃位於第2延伸輥的下游側之第2搬運輥。
根據本發明的延伸薄膜之製造方法,可提供一種薄膜,其可抑制損傷之產生,並減低成為該損傷起因的缺點,特別是光學缺點。
1‧‧‧第0軋輥
2‧‧‧第1軋輥
3‧‧‧第2軋輥
4‧‧‧第3軋輥
5‧‧‧第1延伸輥
6‧‧‧第2延伸輥
7‧‧‧薄膜
8‧‧‧第1接觸區域
9‧‧‧第2接觸區域
10‧‧‧第1清掃機構
11‧‧‧第2清掃機構
12‧‧‧第1搬運輥
13‧‧‧第2搬運輥
第1圖為本發明之製造方法的概略圖。
[實施發明之形態]
以下對於本發明進行說明。
本發明的薄膜並未特別限定,但係指熱可塑性樹脂薄膜。
熱可塑性樹脂薄膜並未特別限定,惟,舉出代表例的話,可適當使用聚對苯二甲酸乙二酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、耐綸-6、聚苯硫醚等。
為了製造如前述的薄膜,係使用上述聚對苯二甲酸乙二酯等之原料,製成含有粒子之丸粒或實質上 未含有粒子等之丸粒。在適合光學用途的薄膜中,為了確保透明性,未含有粒子之丸粒為較佳。將該等適當乾燥後,供給至周知的熔融押出機,並利用聚合物過濾器予以過濾。
自狹縫狀的縫模押出成薄片狀,並於鑄造輥 上進行冷卻固化而製作未延伸(未配向)薄膜。藉由使該未配向聚酯薄膜朝薄膜長度方向及寬度方向逐次雙軸延伸,可得到延伸薄膜。
本發明係為含有使用上游側的延伸輥(以下 稱為第1延伸輥)及下游側的延伸輥(以下稱為第2延伸輥)對於薄膜進行縱延伸處理之步驟(以下稱為縱延伸步驟)的延伸薄膜之製造方法。亦即,本發明中,欲進行縱延伸處理,使用2支延伸輥係為重要。
具體而言,使用延伸輥,一邊搬運一邊進行 加熱,並加熱直到既定的溫度。為了抑制損傷之產生,延伸輥的表面粗度Ra為0.1μm以下較佳。在本發明的製造方法中,緊接於第1延伸輥之前的加熱溫度為68~83℃較佳,更佳為70~80℃,特佳為72~75℃。緊接於第1延伸輥之前的加熱溫度低於68℃時,薄膜容易斷裂;高於83℃時,薄膜會黏著於輥,且表面缺點變得容易產生。
以下使用第1圖對於本發明的延伸薄膜之製 造方法中的縱延伸步驟進行說明。再者,示於第1圖者並不限定於1個實施形態,且本發明並不限定於該圖。
本實施形態中,為了延伸薄膜(7),第1延伸 輥(5)及第2延伸輥(6)係隔開距離而配置。
本發明中,接近於第1延伸輥的軋輥為2支以 上係為重要。本發明中,只要接近於第1延伸輥的軋輥為2支以上,則沒有特別限制,但較佳為2~3支,特佳為2支。亦即,根據第1圖,其特徵為:接近於第1延伸輥的軋輥為2支;在該接近於第1延伸輥的2支軋輥中,將上游側的軋輥作為第0軋輥、下游側的軋輥作為第1軋輥時,為了在第1延伸輥中抓持薄膜,將第0軋輥(1)及第1軋輥(2)配置於第1延伸輥附近。僅有第1軋輥時,亦即,接近於第1延伸輥的軋輥僅有1支時,延伸張力無法充分地切割,薄膜會在位於第1延伸輥的上游側之第1搬運輥(12)滑動,且有損傷變得容易產生的問題。
本發明中,較佳為:將夾持於第1延伸輥及第 0軋輥的部位作為第0抓持部、夾持於第1延伸輥及第1軋輥的部位作為第1抓持部時,第0抓持部的位置為薄膜與第1延伸輥之接觸區域之上游側的端部,第1抓持部的位置為薄膜與第1延伸輥之接觸區域之下游側的端部。亦即,根據第1圖,於第1延伸輥上抓持第0軋輥之第0抓持部的位置,在薄膜與第1延伸輥之接觸區域(8)中上游側的端部為較佳。更佳為,於第1延伸輥上抓持第1軋輥之第1抓持部的位置係在薄膜與第1延伸輥之接觸區域中下游側的端部較佳。藉由如前述進行,薄膜不會在第1延伸輥上滑動,且可抑制損傷之產生。
本發明中,接近於第2延伸輥的軋輥為2支以 上較佳。本發明中,雖然接近於第2延伸輥的軋輥為2支以上較佳,但更佳為2~3支,特佳為2支。亦即,根據第 1圖,接近於第2延伸輥的軋輥為2支,並且,在該接近於第2延伸輥的2支軋輥中,將上游側的軋輥作為第2軋輥、下游側的軋輥作為第3軋輥時,為了在第2延伸輥中抓持薄膜,將第2軋輥(3)及第3軋輥(4)配置於第2延伸輥附近較佳。僅有第2軋輥時,亦即,接近於第2延伸輥的軋輥僅有1支時,延伸張力無法充分地切割,薄膜會在位於第2延伸輥的下游側之第2搬運輥(13)滑動,且有損傷產生的問題。
本發明中,較佳為:在將夾持於第2延伸輥及 第2軋輥的部位作為第2抓持部、夾持於第2延伸輥及第3軋輥的部位作為第3抓持部之際,第2抓持部的位置為薄膜與第2延伸輥之接觸區域之上游側的端部,第3抓持部的位置為薄膜與第2延伸輥之接觸區域之下游側的端部。亦即,根據第1圖,於第2延伸輥上抓持第3軋輥之第3抓持部的位置,在薄膜與第2延伸輥之接觸區域(9)中下游側的端部為較佳。更佳為,於第2延伸輥上抓持第2軋輥之第2抓持部的位置係在薄膜與第2延伸輥之接觸區域中上游側的端部較佳。藉由如前述進行,薄膜不會在第2延伸輥上滑動,且可抑制損傷之產生。
本發明中,在縱延伸步驟之任一處具有對於 搬運輥之清掃機構為較佳。然後,本發明中,第0軋輥具有清掃機構(以下稱為第1清掃機構),且該第1清掃機構可清掃位於第1延伸輥的上游側之第1搬運輥為較佳。亦即,根據第1圖,該第0軋輥具有第1清掃機構(10),且可清掃位於第1延伸輥的上游側之第1搬運輥為較佳。長時 間生產薄膜的話,延伸輥會變髒而成為損傷產生的原因,因此,藉由具備不切斷薄膜而可清掃的機構,可將屑屑之產生降至最低。
再者,在此所謂的清掃機構,係指對輥以一 定荷重按壓清掃用的布等且可對寬度方向移動者。藉由使用如前述的清掃機構,可不切斷薄膜而安全地清掃。
本發明中,第3軋輥具有清掃機構(以下稱為 第2清掃機構),且該第2清掃機構可清掃位於第2延伸輥的下游側之第2搬運輥為較佳。亦即,根據第1圖,該第3軋輥具有第2清掃機構,且可清掃位於第2延伸輥的下游側之第2搬運輥為較佳。長時間生產薄膜的話,延伸輥會變髒而成為損傷產生的原因,因此,藉由具備不切斷薄膜而可清掃的機構,可將屑屑之產生降至最低。
本發明中,在第1延伸輥與第2延伸輥之間具 有以非接觸方式升溫薄膜的機構為較佳。作為如前述的機構,例如,可舉出紅外線加熱器等。
縱延伸步驟之延伸時的薄膜溫度,例如為70 ~130℃,較佳為75~120℃,更佳為80~110℃。縱延伸步驟之延伸時的薄膜溫度低於70℃時,薄膜容易斷裂;延伸時的薄膜溫度高於130℃時,難以配向高分子,且在朝寬度方向延伸之際變得容易斷裂。在此之縱延伸步驟之延伸時的薄膜溫度,係指第1延伸輥至第2延伸輥之間的區域之薄膜溫度。
又,縱延伸步驟的延伸倍率,例如為2.5~5.0 倍,較佳為2.7~3.5倍。縱延伸倍率小於2.5倍時,難以 得到強度,另一方面,縱延伸步驟的延伸倍率變得大於5.0倍時,高分子之配向強,且在朝寬度方向延伸之際變得容易斷裂。
縱延伸步驟後,也可在該延伸薄膜之雙面或 單面塗布易接著層,並通往橫延伸步驟。塗布的方法並沒有特別限定,例如,可使用逆塗法、凹版塗布法、桿塗法、棒塗法、線棒塗法、模塗法、噴塗法等。
雖根據薄膜厚度、速度、連線塗布有無等, 但也可將前述方法所得到的單軸延伸薄膜(本發明的延伸薄膜),例如在80~160℃,較佳為85~130℃,更佳為90~120℃,朝寬度方向延伸為2.5~6.0倍,較佳為3.0~5.5倍,更佳為3.5~5.0倍。超出該溫度、倍率範圍的話,有引起延伸不均一或薄膜斷裂等之問題。特別是橫延伸步驟之延伸溫度低於80℃時,有薄膜容易斷裂且難以製造的情況。另一方面,橫延伸步驟之延伸溫度高於160℃時,作為離型用途有得不到足夠的強度之情況。
延伸後,可視需要在200~240℃,較佳為205 ~235℃,更佳為210~230℃,進行熱固定,接著,進行25%以內之弛緩。特別是熱固定時的溫度低於200℃時,有時結晶性沒有進展,因此聚酯的結構不穩定。
本發明的製造方法,在縱延伸步驟後亦可具 有橫延伸步驟,甚至在橫延伸步驟後,具有厚度厚的邊緣部分在剪斷步驟與壓印加工部分同時剪斷並去除的步驟為較佳。
利用本發明得到的延伸薄膜,如前述,其透 明性優異,損傷少,且適於種種之加工用途,因此可使用於各種光學用薄膜,特別是可適當用於稜鏡薄片用基礎薄膜、硬塗用基礎薄膜、抗反射(AR)薄膜用基礎薄膜、光擴散用基礎薄膜、透明導電性薄膜等。
[實施例]
以下以實施例詳細地說明本發明。效果的評價方法,如下所述。
(1)外觀檢查
利用一定捲取長度的薄膜輥表層採取薄片狀的樣本(製品寬×1~2m),在暗房中於斜光的狀態下,以目視觀察損傷之最大長徑為500μm以上的損傷個數,且換算為每1m2的損傷個數,如下述進行分等。
A等級:50個/m2以下
B等級:大於50個/m2、75個/m2以下
C等級:大於75個/m2、100個/m2以下
D等級:大於100個/m2、120個/m2以下
E等級:大於120個/m2(不合格)
前述判定基準中,D等級以上的薄膜實用上沒有問題,且為可使用的水準,但C等級以上為較佳。
(製造例)
將聚對苯二甲酸乙二酯的丸粒在160℃乾燥8小時後,供給至押出機,於275℃進行熔融押出,並進行過濾。之後,介由保持為285℃的縫模,在冷卻輥上利用施加靜電的鑄造法,纏繞於表面溫度25℃之鑄造滾筒並進行冷卻固化,得到未延伸薄膜。
為了朝長度方向延伸,以表面粗度Ra為 0.1μm的輥將未延伸薄膜進行升溫直到74℃。然後,縱延伸步驟之延伸時的薄膜溫度係維持於74℃。縱延伸步驟,在第1延伸輥及第2延伸輥間附加速度比3.0倍進行延伸。在第1延伸輥附近有第1軋輥(第1延伸輥附近的軋輥僅有1支),第1軋輥抓持薄膜之第1抓持部的位置為第1延伸輥與薄膜所接觸之區域的下游最端部;在第2延伸輥附近有第2軋輥(第2延伸輥附近的軋輥僅有1支),第2軋輥抓持薄膜之第2抓持部的位置係位於第2延伸輥與薄膜所接觸之區域的上游側最端部。又,縱延伸步驟係以在第1延伸輥與第2延伸輥之間的紅外線加熱器一邊使薄膜升溫,一邊進行延伸。該方法係稱為基本的縱延伸方法。
(實施例1)
除了前述基本的縱延伸方法以外,可使用在第1延伸輥附近具有第0軋輥、且第0軋輥抓持薄膜之第0抓持部的位置位於從第1延伸輥與薄膜之接觸區域之上游側最端部的30°下游側的位置所構成的延伸裝置;其他與製造例同樣進行,朝長度方向延伸。
之後,將該延伸薄膜導入至拉幅機,以溫度 100℃朝寬度方向延伸3.6倍後,以一定寬於225℃進行熱處理。其次,進一步朝寬度方向施以6%的弛緩處理,得到厚度188μm的雙軸配向聚酯薄膜。
將所得的延伸薄膜之損傷個數水準示於表1 。又,生產1天後的損傷個數水準也示於表1。
(實施例2)
在實施例1的縱延伸步驟中,將第0抓持部的位置變更為第1延伸輥與薄膜之接觸區域之上游側的端部,除此以外係與實施例1同樣進行,而得到雙軸延伸薄膜。
將所得的薄膜之損傷個數水準示於表1。又, 生產1天後的損傷個數水準也示於表1。
(實施例3)
在實施例2的縱延伸步驟中,在第2延伸輥附近具有第3軋輥、且使第3軋輥抓持薄膜之第3抓持部的位置成為從第2延伸輥與薄膜之接觸區域之下游側端部的30°上游側的位置,除此以外係與實施例2同樣進行,而得到雙軸延伸薄膜。
將所得的薄膜之損傷個數水準示於表1。又, 生產1天後的損傷個數水準也示於表1。
(實施例4)
在實施例3的縱延伸步驟中,將第3抓持部的位置變更為第2延伸輥與薄膜之接觸區域之下游側端部的位置,除此以外係與實施例3同樣進行,而得到雙軸延伸薄膜。
將所得的薄膜之損傷個數水準示於表1。又, 生產1天後的損傷個數水準也示於表1。
(實施例5)
在實施例4的縱延伸步驟中,在第0軋輥具有第1清掃機構,除此以外係與實施例4同樣進行,而得到雙軸延伸薄膜。
將所得的薄膜之損傷個數水準示於表1。又, 將生產1天後的損傷個數水準、以及在生產1天後使用第1清掃機構並清掃第1搬運輥之後所得的薄膜之損傷個數水準示於表1。
(實施例6)
在實施例5的縱延伸步驟中,在第3軋輥具有第2清掃機構,除此以外係與實施例5同樣進行,而得到雙軸延伸薄膜。
將所得的薄膜之損傷個數水準示於表1。又, 將生產1天後的損傷個數水準、以及在生產1天後使用第1、第2清掃機構並清掃第1、第2搬運輥之後所得的薄膜之損傷個數水準示於表1。
(比較例1)
將基本的縱延伸方法所得的雙軸延伸薄膜之損傷個數水準及生產1天後的損傷個數水準示於表1。
比較例1,其接近於第1延伸輥的軋輥為1支, 但該軋輥與第1延伸輥所夾持的部位為薄膜與第1延伸輥之接觸區域之下游側的端部,因此,表中係將該軋輥與第1延伸輥所夾持的部位作為第1抓持部處理記載。
實施例1、2、比較例1,其接近於第2延伸輥 的軋輥為1支,但該軋輥與第2延伸輥所夾持的部位為薄膜與第2延伸輥之接觸區域之上游側的端部,因此,表中係將該軋輥與第2延伸輥所夾持的部位作為第2抓持部處理記載。
[產業上之可利用性]
利用本發明之製造方法所得的延伸薄膜,具有透明性優異,損傷少,適於種種加工用途的優點,因此可適當用於各種光學用薄膜,特別是稜鏡薄片用基礎薄膜、硬塗用基礎薄膜、抗反射(AR)薄膜用基礎薄膜、光擴散用基礎薄膜、透明導電性薄膜等。
1‧‧‧第0軋輥
2‧‧‧第1軋輥
3‧‧‧第2軋輥
4‧‧‧第3軋輥
5‧‧‧第1延伸輥
6‧‧‧第2延伸輥
7‧‧‧薄膜
8‧‧‧第1接觸區域
9‧‧‧第2接觸區域
10‧‧‧第1清掃機構
11‧‧‧第2清掃機構
12‧‧‧第1搬運輥
13‧‧‧第2搬運輥

Claims (6)

  1. 一種延伸薄膜之製造方法,其係含有使用上游側的延伸輥(以下稱為第1延伸輥)及下游側的延伸輥(以下稱為第2延伸輥)對於薄膜進行縱延伸處理之步驟的延伸薄膜之製造方法,其特徵為:接近於第1延伸輥的軋輥為2支以上。
  2. 如請求項1之延伸薄膜之製造方法,其中該接近於第1延伸輥的軋輥為2支;並且,在該接近於第1延伸輥的2支軋輥中,將上游側的軋輥作為第0軋輥、下游側的軋輥作為第1軋輥,且將夾持於第1延伸輥及第0軋輥的部位作為第0抓持部、夾持於第1延伸輥及第1軋輥的部位作為第1抓持部之際,第0抓持部的位置為薄膜與第1延伸輥之接觸區域之上游側的端部,第1抓持部的位置為薄膜與第1延伸輥之接觸區域之下游側的端部。
  3. 如請求項1或2之延伸薄膜之製造方法,其中接近於第2延伸輥的軋輥為2支以上。
  4. 如請求項1至3中任一項之延伸薄膜之製造方法,其中該接近於第2延伸輥的軋輥為2支;並且,在該接近於第2延伸輥的2支軋輥中,將上游側的軋輥作為第2軋輥、下游側的軋輥作為第3軋輥,且將夾持於第2延伸輥及第2軋輥的部位作為第2抓持部、夾持於第2延伸輥及第3軋輥的部位作為第3抓持部之際,第2抓持部的位置為薄膜與第2延伸輥之接觸區域之上游側的端部,第3抓持部的位置為薄膜與第2延伸輥之接觸區域之下游側的端部。
  5. 如請求項1至4中任一項之延伸薄膜之製造方法,其中第0軋輥具有清掃機構(以下稱為第1清掃機構),且第1清掃機構可清掃位於第1延伸輥的上游側之第1搬運輥。
  6. 如請求項1至5中任一項之延伸薄膜之製造方法,其中第3軋輥具有清掃機構(以下稱為第2清掃機構),且第2清掃機構可清掃位於第2延伸輥的下游側之第2搬運輥。
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