拉伸薄膜的制造方法以及薄膜拉伸设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种在薄膜上不产生擦伤和波纹状褶皱，并向传送方向进行拉伸的拉伸薄膜的制造方法以及薄膜的拉伸设备。本发明通过低速辊组（21）与高速辊组（22）的辊圆周速度差而向传送方向拉伸薄膜（15）。拉伸后的薄膜15通过冷却辊（25、26）而被冷却。分切机（31）配置于高速辊（22a）与冷却辊（25）之间。薄膜（15）通过分切机（31）在宽度方向上被切断为中央部与两侧边缘部。由于较厚的两侧边缘部被切除，因此在冷却辊(25、26)上的薄膜（15）上不产生凹凸。抑制产生由凹凸引起的擦伤或褶皱。
【专利说明】拉伸薄膜的制造方法以及薄膜拉伸设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过一对辊的圆周速度差而向传送方向拉伸薄膜的拉伸薄膜的制造方法以及薄膜拉伸设备。
【背景技术】
[0002]通常，热塑性树脂薄膜的制造方法大致可分为溶液制膜方法和熔融制膜方法。在溶液制膜方法中，将溶剂中溶解有热塑性树脂的浓液(dope )从模具流延到支撑体例如冷却滚筒和干燥带上之后，将其剥离而作为热塑性树脂薄膜。并且，在熔融制膜方法中，在用挤出机将热塑性树脂熔融之后，使其从模具挤出到支撑体例如冷却滚筒上，之后将其剥离而作为热塑性树脂薄膜。
[0003]通过这些方法进行制膜的热塑性树脂薄膜例如纤维素酰化物薄膜，通常，通过向纵向(传送方向)、横向(宽度方向)拉伸而显现面内延迟(Re)、厚度方向的延迟(Rth)。由此，在用作液晶显示装置的相位差薄膜时能够实现视角扩大。
[0004]在向纵向拉伸热塑性树脂薄膜的情况下，例如，如日本专利公开2007-54683号公报、日本专利公开2011-207168号公报中所记载，在利用多个预热辊对热塑性树脂薄膜进行预热之后，通过一对拉伸辊的圆周速度差而向纵向进行拉伸加工。在该拉伸加工中，通过预热辊和拉伸辊等来加热热塑性树脂薄膜而进行纵向拉伸。并且，在进行纵向拉伸之后，通过冷却辊进行冷却并送往下一个工序。这样，由于在各辊接触于热塑性树脂薄膜的状态下进行加热或冷却，因此在热塑性树脂薄膜的宽度方向上产生褶皱，或因该褶皱而产生擦伤。
[0005]例如，在日本专利公开2007-54683号公报中，为了防止因薄膜接触多个预热辊而在薄膜表面产生擦伤或产生褶皱，使多个预热辊和上游侧的拉伸辊的圆周速度，根据薄膜接触各辊前后的温度变化，并随着趋向下游逐渐增速，从而，对各预热辊之间赋予适当的张力而抑制产生擦伤和褶皱。并且，在日本专利公开2011-207168号公报中，在进行纵向拉伸之后，通过使薄膜快速冷却而抑制产生擦伤。
[0006]然而，最近对液晶显示装置要求轻质、薄型化以及高品质，对所使用的热塑性树脂薄膜也要求例如为25μηι?100 μ m左右的超薄高品质薄膜。当纵向拉伸这种薄型化热塑性树脂薄膜时，如日本专利公开2007-54683号公报、日本专利公开2011-207168号公报基于预热辊进行的预热方法和热塑性树脂薄膜的快速冷却方法中均存在局限，在薄膜表面产生擦伤或产生褶皱而要求改善。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，提供一种能够应对热塑性树脂薄膜的薄型化、且在热塑性树脂薄膜不产生擦伤和褶皱的拉伸薄膜的制造方法以及薄膜拉伸设备。
[0008]对伴随薄膜化而产生擦伤和褶皱的原因进行深入研究结果得出以下见解。首先，在进行纵向拉伸之后，热塑性树脂薄膜的两侧边缘部通过宽度收缩之向内弯曲而变厚。该壁厚部分在向内弯曲时被施加作用力，与其他部分相比，残余应力变大。若两端具有壁厚部的薄膜，即热塑性树脂薄膜进入到冷却辊中，则由于残余应力的影响和冷却松弛过程中薄膜传送方向上的收缩量在两端壁厚部与中央部不同，因此通过冷却，两侧边缘部在传送方向上的薄膜长度变得比宽度方向中央部短。因此，导致在冷却中途热塑性树脂薄膜的全宽上的平面性变差并产生凹凸。若使这种热塑性树脂薄膜通过冷却辊和传送辊接触而进行传送，则热塑性树脂薄膜局部被强力刮伤，在热塑性树脂薄膜上产生擦伤和褶皱。
[0009]本发明的拉伸薄膜的制造方法具备纵向拉伸步骤(A步骤)和冷却步骤(B步骤)，并且向传送方向拉伸带状的由热塑性树脂构成的薄膜而制造拉伸薄膜。A步骤中，通过上游侦_速辊和下游侧高速辊向传送方向拉伸薄膜，所述下游侧高速辊在上游侧低速辊的传送方向上的下游分开配置，并以高于上游侧低速辊的圆周速度进行旋转。上游侧低速辊接触薄膜而加热薄膜。B步骤中，通过与经过A步骤的薄膜进行接触的冷却辊对薄膜进行冷却。C步骤中，在A步骤和B步骤之间去除薄膜的宽度方向两侧边缘部。
[0010]C步骤中，从宽度方向两侧边缘部的膜厚开始变化的膜厚变化开始点到薄膜的两侧边缘的宽度设为WFS时，优选从膜厚变化开始点朝向两侧边缘在WFSX0.2以内切断薄膜宽度方向的中央部和两侧边缘部，从而去除宽度方向两侧边缘部。
[0011]A步骤中，优选上游侧低速辊与下游侧高速辊之间的薄膜长度除以拉伸前的薄膜宽度的纵向拉伸纵横尺寸比为0.01以上且0.5以下。
[0012]A步骤中，将薄膜的玻璃化转变温度设为Tg时，通过上游侧低速辊，将薄膜加热到(Tg-20) °C以上且(Tg+20) 1:以下范围内的拉伸温度Te，并通过下游侧高速辊，将薄膜冷却到(Tg-100) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内。
[0013]拉伸薄膜的制造方法，优选还具备预热步骤(D步骤)。D步骤在A步骤之前，将薄膜预热至(Te-40) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内。
[0014]D步骤中，优选向预热室内部供给加热风而对薄膜进行预热。
[0015]D步骤中，优选改变薄膜的传送方向，并且将薄膜架设于用于加长薄膜的路径的多个传送方向变更部件而进行传送。
[0016]本发明的薄膜拉伸设备具备纵向拉伸部、冷却部、侧边缘部去除部，并向传送方向拉伸带状的由热塑性树脂构成的薄膜而制造拉伸薄膜。纵向拉伸部通过上游侧低速辊与下游侧高速辊的圆周速度差，向传送方向拉伸薄膜。上游侧低速辊接触薄膜而加热薄膜。下游侧高速辊在传送方向上的上游侧低速辊的下游分开配置。冷却部通过冷却辊对薄膜进行冷却。冷却辊与来自纵向拉伸部的薄膜接触。侧边缘部去除部将薄膜的宽度方向两侧边缘部从中央部切断而去除。侧边缘部去除部配置于下游侧高速辊与冷却辊之间。
[0017]将从宽度方向侧边缘部的膜厚开始变化的膜厚变化开始点到薄膜的两侧边缘的宽度设为WFS时，侧边缘部去除部优选从膜厚变化开始点向薄膜的两侧边缘在WFSX 0.2以内切断薄膜宽度方向的中央部与两侧边缘部，从而去除宽度方向两侧边缘部。
[0018]优选上游侧低速辊与下游侧高速辊之间的薄膜长度除以拉伸前的薄膜宽度的纵向拉伸纵横尺寸比为0.01以上且0.5以下。
[0019]将薄膜的玻璃化转变温度设为Tg时，纵向拉伸部通过上游侧低速辊，将薄膜加热到(Tg-20) V以上且(Tg+20) °C以下范围内的拉伸温度Te，并通过下游侧高速辊，将薄膜冷却到(Tg-100) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内。
[0020]优选薄膜拉伸设备相对于纵向拉伸部在薄膜传送方向上游侧具有预热部。预热部将薄膜预热至(Te-40) °C以上且(Tg-5) °C以下。
[0021 ] 预热部优选具有预热室和向预热室内部供给加热风的送风喷嘴，并通过来自送风喷嘴的加热风来对薄膜进行预热。
[0022]预热部具有改变薄膜的传送方向的多个传送方向变更部件，优选薄膜架设于传送方向变更部件。
[0023]根据本发明，由于受到由纵向拉伸引起的向内弯曲的影响而变厚的热塑性树脂薄膜的两侧边缘部被去除，因此在热塑性树脂薄膜的冷却过程中，能够抑制因热塑性树脂薄膜在传送方向上部分收缩而引起的薄膜的凹凸。由此，不会产生热塑性树脂薄膜的擦伤和褶皱，并能够应对热塑性树脂薄膜的薄型化。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是表示本发明的薄膜拉伸设备的一例的概略侧视图。
[0025]图2是表示纵向拉伸冷却的后在薄膜宽度方向上的薄膜厚度分布的一例的曲线图。
[0026]图3是表示夹子的概略俯视图。
[0027]图4是表示具有基于送风的预热部的其他实施方式的薄膜拉伸设备的一例的概略侧视图。
[0028]图5是表示具有多个预热区域的其他实施方式的预热部的一例的概略侧视图。
[0029]图6是表示对自由辊进行温度控制的其他实施方式的预热部的一例的概略侧视图。
[0030]图7是表示使用转向辊的其他实施方式的预热部的概略侧视图。
【具体实施方式】
[0031]如图1所示，本发明的薄膜拉伸设备10具备预热部11、纵向拉伸部12、及冷却部
13。薄膜拉伸设备10在入口侧连接有前期工序装置9，在出口侧连接有后期工序装置14。作为前期工序装置9，有未图示的制膜设备、薄膜送出装置等。作为制膜设备使用众所周知的溶液制膜设备、熔融制膜设备等。与薄膜15从制膜设备直接送过来的情况不同，薄膜送出装置从进行制膜后被卷取成卷状的薄膜卷材引出薄膜15而供给薄膜15。作为后期工序装置14，有纵向拉伸之后用于横向拉伸的夹子拉幅机和薄膜卷取装置。当紧接着纵向拉伸而连续进行横向拉伸时省略夹子拉幅机，薄膜15通过薄膜卷取装置而卷取成卷状。
[0032]进行拉伸的薄膜15只要为热塑性树脂薄膜即可，优选为例如适用于相位差薄膜等光学薄膜中的纤维素酰化物和降冰片烯树脂，丙烯酸，聚碳酸酯制等薄膜15。
[0033]预热部11具备预热辊组16、第I预热辊17、第2预热辊18。预热辊组16具有入口预热棍16a和夹持棍16b并夹持薄膜15进行传送。薄膜15以交替挂绕的方式挂绕于入口预热辊16a、第I预热辊17、及第2预热辊18进行传送。由此，薄膜15与入口预热辊16a、第I预热辊17、及第2预热辊18之间的各接触面积增大而进行有效的预热。
[0034]预热温度需要设成低于可拉伸的温度(拉伸温度)Te的温度。因此，在将薄膜15的玻璃化转变温度设为Tg时，将薄膜15预热至(Te-40) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内的一定温度，并向纵向拉伸部12传送薄膜15。具体而言，入口预热辊16a、第I预热辊17、及第2预热辊18分别将薄膜15预热至(Te-40) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内。更优选的一个例子为，利用入口预热辊16a将薄膜15预热至(Tg-60) °C以上且(Tg_35) °C以下范围内，利用第I预热辊17将薄膜15预热至(Tg-50) °C以上且(Tg-25) °C以下范围内，利用第2预热辊18将薄膜15预热至(Tg-40) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内。在进行预热时，更优选为使薄膜15的温度从入口预热辊16a、第I预热辊17、及第2预热辊18，即随着趋向下游而升高。即，更优选为与入口预热辊16a上的预热温度相比，第I预热辊17上的预热温度高，与第I预热辊17上的预热温度相比，第2预热辊18上的预热温度高。
[0035]经过预热部11而预热至一定温度的薄膜15被送往纵向拉伸部12。纵向拉伸部12具备低速辊组21、高速辊组22。低速辊组21具有低速辊21a与夹持辊21b。高速辊组22具有高速辊22a与夹持辊22b。在低速辊21a与高速辊22a中，从调温介质循环部分别被供给调温介质，例如水和油、及水蒸气等。通过该调温介质的循环供给，低速辊21a、高速辊22a被设定为所希望的表面温度。例如，低速辊21a的表面温度在作为拉伸温度Te的(Tg-20) °C以上且(Tg+20) °C以下范围内，高速辊22a的表面温度在(Tg-100) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内。通过设定为这种温度范围，能够对厚度为25μπι以上且ΙΟΟμπι以下范围内的较薄的薄膜15进行均匀的拉伸。
[0036]在纵向拉伸部12被纵向拉伸的薄膜15卷绕于第I冷却辊25及第2冷却辊26而被传送和冷却。调温介质从调温介质循环部分别被供给到第I冷却辊25、第2冷却辊26，第I冷却辊25、第2冷却辊26被设定为所希望的表面温度。例如，第I冷却辊25的表面温度在(Tg-40) °C以下，第2冷却辊26的表面温度为(Tg-50) °C以下。冷却之后的薄膜15通过传送辊27、28被送往后期工序装置14。
[0037]在入口预热辊16a、第I预热辊17、第2预热辊18、低速辊21a、高速辊22a、第I冷却辊25、及第2冷却辊26上连接有未图示的马达，这些部件能够以所希望的转速进行旋转。在纵向拉伸部12中，薄膜15通过低速棍21a与高速棍22a的圆周速度差而向传送方向拉长而被纵向拉伸。低速辊21a与高速辊22a的“低速”、“高速”分别指速度相对低和相对高。即，高速辊22a的圆周速度比低速辊21a的圆周速度高。低速辊21a与高速辊22a的圆周速度差根据长边方向上的拉伸倍率(有时称作纵向拉伸倍率)而适当地改变，例如优选设定在2m/min以上且100m/min以下的范围内。
[0038]在进行纵向拉伸时，纵向拉伸倍率优选在大于1.0且1.5以下范围内。当纵向拉伸倍率在大于1.0且1.5以下范围内时，能够适当地抑制厚度不均的产生，也能够抑制所显现的延迟分布不均。
[0039]并且，优选将上游侧低速拉伸辊21a与下游侧高速辊22a之间的薄膜15的长度Ls除以拉伸前薄膜15的宽度Wl的纵向拉伸纵横尺寸比(Ls/Wl)在0.01以上且0.5以下范围内。该纵向拉伸纵横尺寸比越小，向内弯曲就越小，在薄膜宽度方向上，中央部15a(参考图2)的均匀的膜厚部(以下，称作均匀膜厚部)的比例变大。由此，能够减小用后面说明的分切机31切除的薄膜两侧边缘部15b的宽度，能够使成为产品的中央部15a增加相应的量，并能够抑制产品损失。
[0040]通过用预热部11将薄膜15预热至(Te-40) °C以上，由纵向拉伸部12的低速辊21a加热薄膜15时的温度上升量不会变得过大，能够抑制在低速辊21a上产生波纹板状褶皱。并且，通过用预热部11将薄膜15预热至(Tg-5) °C以下，薄膜15在预热部11内不会被拉伸，而能够在纵向拉伸部12均匀地拉伸。
[0041]纵向拉伸部12与冷却部13之间配设有分切机31。分切机31具有I对辊式刀片31a、31b，并在传送方向上切断薄膜15。由此，薄膜15在宽度方向上被切断成中央部15a与两侧边缘部(参考图2) 15b。
[0042]如图2所示，薄膜15在从后述各膜厚变化开始点Pl向薄膜15的侧边缘一侧仅偏离偏移量OSl的切线CLl被切断。
[0043]图2表示不用分切机31切断薄膜15便进行了纵向拉伸和冷却时的、薄膜15在宽度方向上的膜厚分布。中央部15a成为均匀膜厚部。薄膜15的两侧边缘部15b通过向内弯曲而膜厚Ft随着趋向两侧边缘逐渐变厚。
[0044]膜厚变化开始点Pl为，在薄膜宽度方向上的膜厚分布中膜厚Ft从中央向侧边缘开始变化的点。也可以将该膜厚变化开始点Pi作为切断位置。然而，在该情况下，通过分切机31而被切断的薄膜两侧边缘部15b的宽度增大，可成为产品的中央部15a减小相应的量，产品损失增大。为了防止这些情况发生，直到在下一个冷却工序中不产生擦伤的位置，使切线CLl从膜厚变化开始点Pl向侧边缘一侧仅偏离偏移量OSl。
[0045]偏移量OSl例如以如下方法求出。将从膜厚变化开始点Pl到薄膜的两侧边缘的宽度设为WFS时，所述偏移量为该宽度WFS乘以系数0.2的值(WFSX0.2)。
[0046]通过分切机31从中央部15a而被切断的两侧边缘部15b，如图1、图3所示被送到旋转切刀32而被切断成切片。切片被送到再利用部33，并作为薄膜15的原料等而被再利用。再利用部33通过未图示的送风装置对切片进行送风，并经过破碎机、隔板等而作成微小切片，将该微小切片储存于筒仓。
[0047]在纵向拉伸部12被纵向拉伸的薄膜15通过后期工序装置14的例如薄膜卷取机而卷取成薄膜卷材。
[0048]本实施方式中，因受到纵向拉伸引起的向内弯曲的影响而变厚的薄膜两侧边缘部15b被去除，因此在薄膜15的冷却过程中，能够抑制薄膜15在传送方向上因局部收缩而产生凹凸。由此，在由第I冷却辊25、第2冷却辊26进行冷却过程中不会产生薄膜15的擦伤和褶皱。
[0049]并且，在进行冷却之前，通过分切机31从中央部15a切断两侧边缘部15b，因此在不产生擦伤和褶皱的前提下，能够通过第I冷却辊25、第2冷却辊26进行冷却。然而，如图2所示，将切线CLl从膜厚变化开始点Pl向侧边缘仅偏移偏移量OSl，然后通过分切机31从中央部15a切断两侧边缘部15b，因此能够尽量保留较宽的中央部15a，且能够抑制产品损失。
[0050]接着，如图1所示，代替使用入口预热辊16a、第I预热辊17、第2预热辊18的预热，如图4所示，对具有基于送风进行预热的预热部44的其他实施方式的薄膜拉伸设备45进行说明。如图1所示，若使用入口预热辊16a、第I预热辊17、第2预热辊18，并通过直接接触来对薄膜15进行预热，则有时随着薄膜15的变薄，薄膜15在入口预热辊16a、第I预热辊17、第2预热辊18上热膨胀而成为波纹板状。该波纹板状的膨胀有可能使薄膜15产生褶皱和擦伤。代替通过直接接触向薄膜15进行热传导，而通过送风来进行加热，则能够抑制薄膜15在入口预热辊16a、第I预热辊17、第2预热辊上呈波纹板状膨胀。尤其，对于薄膜15的拉伸前的厚度为25 μ m以上且ΙΟΟμπι以下的薄膜,能够抑制由预热引起的裙皱和擦伤。
[0051]在前期工序装置9与薄膜拉伸设备45之间设有张力调节部46。张力调节部46使自由辊47a、47b之间的张力辊48通过位移机构49升降，将预热部44内的薄膜15的张力维持恒定。预热部44内的薄膜张力优选在20N/m以上且200N/m以下范围内。若张力为20N/m以上，则不会产生自由辊55的旋转不良，并且能够抑制薄膜15产生擦伤。并且，若张力为200N/m以下，则在预热部11内不会产生纵向拉伸而在纵向拉伸部12进行适宜的纵向拉伸。另外，上述薄膜张力(单位:N/m)为每Im宽度的张力(单位:N)。
[0052]预热部11具备预热室50。在预热室50内沿上下方向分开配置有多个自由辊(传送方向变更部件)55。由于薄膜15在这些自由辊55之间交替缠绕，引出薄膜15在各辊55之间沿上下方向进行传送，预热室50内的薄膜路径(通路)被设定为较长。
[0053]预热室50的薄膜通路长度也取决于预热温度和薄膜15的传送速度，然而，优选例如在5m以上且50m以下的范围。自由辊55例如直径为80mm，且因薄膜15的缠绕而薄膜15与自由棍55之间的接触面积小。自由棍55的直径优选在40mm以上且150mm以下的范围。若直径为40mm以上，则自由辊55上不会产生挠曲，能够抑制由挠曲引起的旋转不均和瑕疵的产生。并且，若直径为150mm以下，则与自由辊55的接触时间在适宜的范围内，能够抑制褶皱的产生，除此之外，能够抑制产生因自由辊55的旋转不良引起的薄膜15的擦伤。优选自由辊55的外周面被镀硬铬。通过实施镀硬铬，与薄膜15的粘附性提高，薄膜15不易打滑。
[0054]在预热部44内，例如在上侧配置有供气喷嘴61，而下侧配置有排气喷嘴62。在供气喷嘴61及排气喷嘴62上，经由导管63连接有送风机64以及温度调节器65。温度调节器65将作为加热介质的例如空气加热至所希望的温度。送风机64经由导管63向供气喷嘴61传送通过温度调节器65温度被调节的空气。从供气喷嘴61送出加热空气，通过该加热风66将预热部44内的薄膜15预热到一定温度。加热风66在预热室50内部从薄膜15的侧方迂回进入，对薄膜15的上表面及下表面整体进行预热。
[0055]需要将基于加热风66的预热温度设成低于可拉伸的温度(拉伸温度)Te的温度。于是，在将薄膜15的玻璃化转变温度设为Tg时，向预热部44内供给加热风66，以将薄膜15预热至(Te-40) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内。另外，优选来自供气喷嘴61的加热风的吹出速度在2m/sec以上且15m/sec以下范围内。若吹出速度为2m/sec以上，则能够将预热室50的温度保持均匀，不产生拉伸不均。并且，若吹出速度为15m/sec以下，则不产生由薄膜15的摆动引起的擦伤。另外，除了由基于送风进行预热的预热室50构成预热部44以外，与上述实施方式具有相同的结构，对相同的构成部件附加相同符号。
[0056]在本实施方式中，由于向预热室50送入加热风66，并通过加热风66进行加热，因此薄膜15不会因来自预热辊的直接接触的热传导热膨胀而成为并波纹板状，能够抑制产生褶皱和擦伤。
[0057]另外，若以相同的温度预热一个预热室50，则自由辊55的温度也可以成为近似于预热室50的室温的温度。因此，进入预热室50的薄膜15与温度上升到预热室50的出口温度的入口侧自由辊55接触，因此薄膜15热膨胀而有可能成为在薄膜宽度方向上凹凸重复的波纹板状褶皱。为防止该情况发生，尽量减小自由辊55的直径，以便抑制由自由辊55的热传导引起的加热，并且，通过减小包角来抑制自由辊55对薄膜15的热传导。因此，在薄膜传送速度为40m/min的情况下,将自由棍55的直径设为40mm以上且150mm以下范围内，以便即使通过加热风66而被加热的自由辊55接触薄膜15，也不会因热膨胀而引起变形。实际上，自由辊55通过与连续送过来的薄膜15 (温度低于预热室50的温度)接触而成为低于预热室50内温度的温度，因此有时也不会因薄膜接触自由辊55而产生热变形。
[0058]在上述实施方式中，利用I个预热室50来加热薄膜15，然而，如图5所示，也可以是具有预热区域68a?68c的预热部70,所述预热区域68a?68c为通过隔板69在薄膜传送方向上将预热室68划分为多个的区域。另外，对于与上述实施方式相同的构成部件附加相同的符号。在该情况下，在各预热区域68a?68c设置供气喷嘴61、排气喷嘴62、导管63、送风机64、及温度调节器65，将各预热区域68a?68c内的温度设定为在薄膜传送方向上逐渐升高。相邻的预热区域68a?68c之间的温差例如在20°C以上且50°C以下范围内。若该温差小于20°C，则在使其达到所希望的温度例如180°C时需要多个预热区域，随着划分数量增多，设备功率也相应地下降。并且，若温差超过50°C，则因相邻的预热区域68a?68c之间的空气交换而产生温度不均，在薄膜15产生温度不均而导致拉伸不均。
[0059]各预热区域68a?68c的划分数量根据预热温度而增减。例如，若以相同的温度预热一个预热室68，则进入到预热室68的薄膜15与温度升到预热室68的出口温度的入口侧自由辊55接触，因此薄膜15热膨胀而在薄膜宽度方向上有可能成为凹凸重复的波纹板状褶皱。为防止该情况，将各预热区域68a?68c的预热温度设定为较小，即设定成即使通过加热风66而被加热的自由辊55接触薄膜15，也不会热膨胀而引起变形的程度。并且，通过多个预热区域68a?68c阶段性地进行预热，直至能够进行纵向拉伸的温度。
[0060]并且，如图6所示，也可以由预热部83来代替划分为多个区域的预热室68。预热部83在一个预热室79中通过调温机构82a?82c向各自由辊80供给调温介质，从而，将自由辊80的表面温度按组进行调温。在该情况下，从入口侧按组依次使自由辊80的表面温度升高。各自由辊80的表面温度设定为，薄膜15不会因接触且热膨胀而产生波纹板状褶皱的温度。另外，除了按组进行调温之外，也可以按每一个自由辊80进行调温。另外，对于如图5所示那样被划分的预热室68内的自由辊55，也可以同样的方式进行调温。相邻的下游侧组与上游侧组的自由辊80的温差为50°C以下，最上游组的自由辊80在(Te-40) V以上且(Tg-5) °C以下范围内。
[0061]在上述实施方式中，利用自由辊55、80将预热室50、68、79内的薄膜路径长度设定为较长。然而，如图7所示，也可以是使用转向杆(传送方向变更部件)85来代替自由辊55、80的预热部86。在该情况下，在转向杆85上连接送风机87及温度调节器88，以便向转向杆85供给悬浮空气。可以将悬浮空气设定为，与预热室84的预热温度相同的温度或低于该温度。另外，在图6及图7中，虽然预热室79、89如图4那样具备送风机64及温度调节器65，但省略了图示。并且，与图5的实施方式相同，也可以将预热室79、89划分成多个区域而形成预热区域，在这些各预热室79、89的预热区域设置送风机64以及温度调节器65，对每一个预热区域设定预热温度，使预热温度从入口侧趋向出口侧逐渐升高。并且，与图6的实施方式的自由辊80相同，对每个各转向杆85或按每一个组改变来自各转向杆85的悬浮空气的温度，温度从预热室89的入口趋向出口逐渐升高。
[0062][实施例]
[0063]作为薄膜15，使用纤维素酰化物薄膜并进行预热、纵向拉伸及冷却。在纵向拉伸部12通过上游侧低速辊组21与下游侧高速辊组22进行I级纵向拉伸。作为前期工序装置9使用薄膜送出机，从薄膜卷材牵引薄膜15之后向预热部11送出，作为后期工序装置14使用薄膜卷取机，卷取薄膜15而作为薄膜卷材。如下改变条件而进行了实验:即将预热温度设为130°C，拉伸温度设为150°C，纵向拉伸倍率设为1.5倍，拉伸长度设为300mm，冷却温度设为100°C，薄膜传送速度设为2m/min，拉伸前薄膜宽度设为600mm，拉伸前薄膜厚度设为100 μ m，拉伸后薄膜宽度设为580mm，拉伸后的中央部均匀膜厚部(参考图2)的宽度W2设为480mm，针对50mm的壁厚部宽度WFS，从膜厚变化开始点Pl到侧边缘方向的偏移量OSl设为15mm、10mm (=WFSX0.2)、0mm、-10mm、且没有切断两侧边缘部15b。另外，作为膜厚变化开始点Pl使用了拉伸后中央部的均匀膜厚超过拉伸前薄膜(原料薄膜)的膜厚不均而变大的点。拉伸前薄膜的膜厚不均为从膜厚最大值(Ftmax)减去膜厚最小值(Ftmin)的差，其值(Ftmax-Ftmin)为 L 5 μ m。
[0064]将偏移量OSl设为10mm、0mm、-1Omm时未产生擦伤和褶皱。并且，当没有切断两侧边缘部15b和偏移量OSl为15_的情况下未产生擦伤和褶皱。另外，当通过显微镜观察到的擦伤的宽度为0.05mm以上，深度为0.02mm以上时，评价为“产生(不良)”。若通过目测可识别褶皱则评价为“产生”。
【权利要求】
1.一种拉伸薄膜的制造方法，该方法向传送方向拉伸带状的由热塑性树脂薄膜构成的薄膜而制造拉伸薄膜，其中， 所述拉伸薄膜的制造方法具备以下步骤: (A)，通过上游侧低速辊和下游侧高速辊向所述传送方向拉伸所述薄膜，所述下游侧高速辊在所述上游侧低速辊的所述传送方向的下游分开配置，并以高于所述上游侧低速辊的圆周速度进行旋转，所述上游侧低速辊接触所述薄膜而加热所述薄膜； (B)，通过与经过所述A步骤的所述薄膜进行接触的冷却辊，对所述薄膜进行冷却；及 (C)，在所述A步骤和所述B步骤之间去除所述薄膜的宽度方向两侧边缘部。
2.根据权利要求1所述的拉伸薄膜的制造方法，其中， 在所述C步骤中，从所述宽度方向两侧边缘部的膜厚开始变化的膜厚变化开始点到所述薄膜的两侧边缘的宽度设为WFS时，从所述膜厚变化开始点朝向所述两侧边缘，在WFSX0.2以内切断薄膜宽度方向的中央部和两侧边缘部，从而去除宽度方向两侧边缘部。
3.根据权利要求1或2所述的拉伸薄膜的制造方法，其中， 在所述A步骤中，所述上游侧低速辊与所述下游侧高速辊之间的薄膜长度除以拉伸前的薄膜宽度的纵向拉伸纵横尺寸比为0.01以上且0.5以下。
4.根据权利 要求1或2所述的拉伸薄膜的制造方法，其中， 在所述A步骤中，将所述薄膜的玻璃化转变温度设为Tg时，通过所述上游侧低速辊，将所述薄膜加热到(Tg-20) °C以上且(Tg+20) 1:以下范围内的拉伸温度Te，并通过所述下游侧高速辊，将所述薄膜冷却到(Tg-100) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内。
5.根据权利要求4所述的拉伸薄膜的制造方法，其中， 该制造方法还具备以下步骤: (D)，在所述A步骤之前，将所述薄膜预热至(Te-40)°C以上且(Tg-5) °C以下范围内。
6.根据权利要求5所述的拉伸薄膜的制造方法，其中， 在所述D步骤中， 向预热室内部供给加热风而对所述薄膜进行预热。
7.根据权利要求5所述的拉伸薄膜的制造方法，其中， 在所述D步骤中，改变所述薄膜的传送方向，并且将所述薄膜架设于用于加长所述薄膜的路径的多个传送方向变更部件而进行传送。
8.一种薄膜拉伸设备，向传送方向拉伸带状的由热塑性树脂构成的薄膜而制造拉伸薄膜，其中， 所述薄膜拉伸设备具备: 纵向拉伸部，通过上游侧低速辊与下游侧高速辊的圆周速度差，向所述传送方向拉伸所述薄膜，所述上游侧低速辊接触所述薄膜而加热所述薄膜，所述下游侧高速辊在所述传送方向的所述上游侧低速辊的下游分开配置； 冷却部，通过冷却辊对所述薄膜进行冷却，所述冷却辊与来自所述纵向拉伸部的所述薄膜接触；及 侧边缘部去除部，将所述薄膜的宽度方向两侧边缘部从中央部进行切断而去除，所述侧边缘部去除部配置于所述下游侧高速辊与所述冷却辊之间。
9.根据权利要求8所述的薄膜拉伸设备，其中， 将从所述宽度方向侧边缘部的膜厚开始变化的膜厚变化开始点到薄膜的两侧边缘的宽度设为WFS时，上述侧边缘部去除部从上述膜厚变化开始点朝向薄膜的两侧边缘，在WFSX0.2以内切断薄膜宽度方向的中央部与两侧边缘部，从而去除所述宽度方向两侧边缘部。
10.根据权利要求8或9所述的薄膜拉伸设备，其中， 上述上游侧低速辊与上述下游侧高速辊之间的薄膜长度除以拉伸前的薄膜宽度的纵向拉伸纵横尺寸比为0.01以上且0.5以下。
11.根据权利要求8或9所述的薄膜拉伸设备，其中， 将上述薄膜的玻璃化转变温度设为Tg时，所述纵向拉伸部通过所述上游侧低速辊，将所述薄膜加热到(Tg-20) °C以上且(Tg+20) 1:以下范围内的拉伸温度Te，并通过所述下游侧高速辊，将所述薄膜冷却到(Tg-100) °C以上且(Tg-5) °C以下范围内。
12.根据权利要求11所述的薄膜拉伸设备，其中， 针对所述纵向拉伸部，在所述薄膜传送方向上游侧具有预热部，所述预热部将所述薄膜预热至(Te-40) °C以上且(Tg-5) °C以下。
13.根据权利要求12所述的薄膜拉伸设备，其中， 所述预热部具有预热室和向所述预热室内部供给加热风的送风喷嘴，并通过来自所述送风喷嘴的加热风来对所述薄膜进行预热。
14.根据权利要求12所述的薄膜拉伸设备，其中， 所述预热部具有改变所述薄膜的传送方向的多个传送方向变更部件，所述薄膜架设于所述传送方向变更部件。
【文档编号】B29C55/06GK104070666SQ201410066947
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】江崎俊郎 申请人:富士胶片株式会社