专利名称：管状树脂薄膜的制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及以热塑性树脂为原料的管状树脂薄膜的制造装置及制造方法。更详细地说，本发明涉及可使用于相位差薄膜、收缩薄膜、层压薄膜等的、膜厚小且均匀、具有平坦的表面的管状树脂薄膜的制造装置及制造方法。
背景技术：
目前为止，由很多研究人员、企业等进行了大量的有关热塑性树脂薄膜的研究和开发。而热塑性树脂薄膜，由于其原料价格比较低廉，而且机械性能、抗药品性、透明性、水蒸气透过性等优异，所以，使用的领域遍及包装、杂货、农业、工业、食品、医疗等广泛的范围。
近年来，出现了很多在光学领域中利用热塑性树脂薄膜的例子。热塑性树脂(例如聚碳酸酯、环状聚烯烃等)，光透射性比较好，并且当进行拉伸处理(单轴拉伸或者双轴拉伸)时，可以赋予光学上的各向异性(取向性)。由这种被赋予取向性的热塑性树脂制作的薄膜，可以适合于作为液晶显示器(LCD)等中使用的相位差薄膜。
此外，目前为止已知并且实施着用于制造这种热塑性树脂薄膜的各种方法。作为热塑性树脂薄膜的制造方法，一般在工业上采用将使树脂溶解在溶剂中的树脂溶液浇注到玻璃板等上而成膜的溶液浇注法(例如参照JP特开平5-239229号公报)；利用挤出机将熔融树脂挤出之后，利用冷硬轧辊进行冷却而薄膜化的T-模挤出法(例如参照JP特开2000-219752号公报)；利用挤出机将熔融树脂呈管状挤出的管挤出法(例如参照JP特开昭59-120428号公报)；在向呈管状挤出的树脂的内侧赋予空气压力的同时成形的充气挤出法(例如参照JP特开昭60-259430号公报、JP特开平8-267571号公报)等。
但是，上述现有技术的热塑性树脂薄膜的制造方法，存在着各种各样的问题。例如，溶液浇注法，由于使用溶剂，所以存在着整个装置复杂并且规模大的缺点，这成为制造成本上升的主要原因。作为更大的问题，由于溶液浇注法使用大量的溶剂，所以加大对环境的负担，违背当今环境保护的潮流。
另外，T-模挤出法同样，由于装置的规模很大，所以需要大的设置面积，在此基础上存在着装置本身价格也非常高的问题。而且，在T-模挤出法中，当要缩小薄膜厚度时，由于薄膜端部的厚度精度恶化，所以不得不废弃薄膜端部，从而存在着制造成品率低的问题。
另外，利用T-模挤出法制作的薄膜，一般利用拉幅机方式拉伸。在拉幅机方式中，由于用夹子夹持薄膜的端部，所以，端部的滞相轴角度的起伏增大，只能利用薄膜的中央部。
另一方面，管挤出法，由于可以构成比较小的设备，制造成品率也很好，所以在树脂薄膜成形的领域中，过去广泛采用。另外，管挤出法能够以管状的形状获得树脂薄模，只要将该管状的树脂薄膜利用辊式切割机等切割装置沿长度方向切开，就可以制成宽度很宽的树脂薄膜。但是，利用这种现有的管挤出法，稳定地获得一定质量的树脂薄膜极其困难。这是由于从挤出机中呈管状挤出的树脂是不稳定的，很容易受到外部环境的影响，其形状很容易发生变化。所以，利用管挤出法稳定地制造能够用于相位差薄膜等的、膜厚小且均匀、具有平坦的表面的树脂薄膜制品几乎不可能。
充气挤出法是一种将熔融树脂从挤出机呈管状挤出之后，在向树脂内侧吹入空气的同时成形树脂薄膜的方法，但是在该方法中也与上面所述一样，由于从挤出机呈管状挤出的树脂的不稳定性，通过仅微小的薄膜张力的变化或气流的紊流，在薄膜上很容易地产生起皱、松弛、波动等。这样，在充气挤出法中，依然没有解决难以稳定地制造膜厚小且均匀、具有平坦的表面的树脂薄膜制品的问题。
由于利用现有的管挤出法、充气挤出法制作的薄膜厚度的不均匀性大，所以，不适合用于相位差薄膜等。
所以，本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种通过进行拉伸而被赋予取向性的高品质的、厚度不均匀性小的可适合用于相位差薄膜等的管状树脂薄膜的制造装置。
发明的公开本发明所述的管状树脂薄膜制造装置中，其特征在于，包括将管状树脂薄膜拉伸的拉伸部；保持被拉伸了的上述管状树脂薄膜的形状的保持部。
在本结构的管状树脂薄膜制造装置中，由于利用拉伸部将管状树脂薄膜拉伸，接着在保持部保持固定该被拉伸了的薄膜的形状，所以，在拉伸后，在管状树脂薄膜上不会发生常见的收缩等。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以制作厚度不均匀性、相位差不均匀性小的、高品质的树脂薄膜制品。
在本发明的管状树脂薄膜制造装置中，上述拉伸部可将在长度方向上拉伸上述管状树脂薄膜的拉伸力赋予给上述管状树脂薄膜。
根据本结构，由于通过拉伸管状树脂薄膜而可在薄膜的长度方向上赋予取向性，所以，可以制造作为液晶显示器(LCD)等中使用的相位差薄膜而适用的管状树脂薄膜。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以作为厚度不均匀性、相位差不均匀性小的高品质的树脂薄膜制品。
在本发明的管状树脂薄膜制造装置中，上述拉伸部可将在圆周方向上拉伸上述管状树脂薄膜的拉伸力赋予给上述管状树脂薄膜。
根据本结构，由于通过拉伸管状树脂薄膜可以在薄膜的圆周方向上赋予取向性，所以，可以制造作为液晶显示器(LCD)等中使用的相位差薄膜而适用的管状树脂薄膜。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以作为厚度不均匀性、相位差不均匀性小的高品质的树脂薄膜制品。
在本发明的管状树脂薄膜制造装置中，上述拉伸部可以具有采用多孔材料的芯轴。
如本结构那样，如果拉伸部的芯轴为多孔材料，由于能够从其表面同样地渗出气体，所以，几乎没有气体渗出量的局部起伏。从而，由于进一步提高管状树脂薄膜与拉伸部的非接触性，所以，不会对薄膜内表面造成损伤、条纹形状等，可以获得更光滑、平坦的高品质的薄膜。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以制作厚度不均匀性小的高品质的树脂薄膜制品。并且，由于通过提高管状树脂薄膜与拉伸部的非接触性，减少拉伸时的阻力，所以，可以利用拉伸部顺利地进行拉伸工序。
在本发明的管状树脂薄膜制造装置中，上述拉伸部也可以为分割型直径扩张芯轴，该分割型直径扩张芯轴以可分割成多个部分，上述多个部分的每一个可在径向方向上移动的方式构成。
如本结构那样，通过使拉伸部为分割型直径扩张芯轴，利用单一的芯轴，可以制作具有各种拉伸倍率的管状树脂薄膜。另外，分割型直径扩张芯轴，不仅在不进行管状树脂薄膜的作业的脱机状态时移动，而且在拉伸工序中也能够移动，所以，可以在运转过程中进行薄膜制造条件的微调。由此，本发明的管状树脂薄膜，可以成为更高品质的树脂薄膜制品。
在本发明的管状树脂薄膜制造装置中，上述保持部可以采用多孔材料。
如本结构那样，通过使保持部为多孔材料，由于可以使得从其表面上同样地渗出气体，所以，几乎没有气体渗出量的局部起伏。从而，进一步提高管状树脂薄膜与保持部的非接触性，所以，不会在薄膜内表面上造成损伤及条形形状等，可以获得更光滑、平坦的高品质的薄膜。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以成为厚度不均匀性、相位差不均匀性小的高品质的树脂薄膜制品。
在本发明的管状树脂薄膜制造装置中，在上述保持部中，可以将管状树脂薄膜冷却。
根据本结构，由于利用拉伸部将管状树脂薄膜拉伸，接着在保持部在冷却的同时保持固定该拉伸了的薄膜的形状，所以，拉伸后，在管状树脂薄膜上没有发生常见的收缩等。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以成为厚度不均匀性、相位差不均匀性小的高品质的树脂薄膜制品。
本发明的管状树脂薄膜制造装置，也可以设置防止上述管状树脂薄膜的管内压力上升用的通气装置。
根据本结构，由于可以利用通气装置调整管状树脂薄膜的内部与外部的压力，所以，不会发生管状树脂薄膜向外方膨胀或者反复收缩扩大的情况，可以维持良好的薄膜的平坦性。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以成为厚度不均匀性、相位差不均匀性小的高品质的树脂薄膜制品。
本发明的管状树脂薄膜制造装置，也可以具有将拉伸前的上述管状树脂薄膜预热的预热部。
根据本结构，通过预热部将管状树脂薄膜预热，可以改变预热温度，所以，能够在拉伸部内在适当的温度范围内将管状树脂薄膜拉伸。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以成为厚度不均匀性、相位差不均匀性小的高品质的树脂薄膜制品。
附图的简单说明图1是表示本发明的管状树脂薄膜制造装置的一个例子的简图；图2是表示将稳定化装置作为使加热挤出机的喷口和芯构件分离而设置的分离部的构成的一个例子的简图；图3是表示将稳定化装置作为从表面渗出气体的第二芯构件的构成的一个例子的简图；图4是表示将稳定化装置作为温度调节装置的构成的两个例子的简图；图5是表示将稳定化装置作为气流防止机构的构成的一个例子的简图；图6是喷口的(a)立体图、(b)剖视图，以及口缘部(c)的放大剖视图；图7是表示具有直径扩大的喷嘴的喷口的例子的简图；图8是具有外侧构件的管状树脂薄膜制造装置的部分放大图；图9是表示作为本发明另外的实施形式的管状树脂薄膜制造装置的简图；图10是表示分割型直径扩张芯轴的一个例子的简图；图11是表示设置有使管状树脂薄膜的内部和外部大气成连通状态的通气装置的本发明的管状树脂薄膜制造装置的一个例子的局部放大图；图12是表示管状树脂薄膜被切割装置切割而展开的状况的管状树脂薄膜制造装置的仰视图；图13是表示设置两个切割装置的本发明的管状树脂薄膜制造装置的一部分的(a)简图、以及(b)仰视图。
实施发明的最佳方式下面根据
本发明的实施形式。另外，本发明并不局限于下面的实施形式及附图所记载的结构。
图1是表示本发明的管状树脂薄膜制造装置100的一个例子的简图。
管状树脂薄膜制造装置100包括加热挤出机1和芯构件2。从料斗1a将热塑性树脂投入到加热挤出机1内。所投入的热塑性树脂随着在滚筒1b内移动而被加热熔融。这时，如果热塑性树脂是易氧化的树脂，则最好根据需要用惰性气体将滚筒1b内置换，或者进行除气。另外，优选加热挤出机1能够调节树脂挤出量，也可以设置调整熔融树脂的挤出压力用的压力调整机构(图中未示出)。
作为在本发明中使用的加热挤出机1，例如适当使用这样的挤出机，即，在滚筒1b内容置的螺杆1c是全螺纹(フルフライト)单轴型螺杆，L/D＝20～30(这里，L表示螺杆长度，D表示螺杆直径)，将滚筒1b沿着热塑性树脂的行进方向分割成3个区域，各个区域能够进行温度调节。
另外，加热挤出机1具有将熔融的热塑性树脂呈管状挤出的喷口3。这里，喷口3，在本说明书中，是指将热塑性树脂直接挤出用的安装在加热挤出机1的前端部上的构件，但是并不局限于这种结构，例如，也可以制成将喷口3与加热挤出机1一体化的结构。另外，在喷口3上设置有熔融树脂通过用的具有环状截面的流路3a。将该流路3a设计成单位面积的树脂挤出量在整个环状截面上是均匀的。流路3a例如可以使其口径为300mm而构成。另外，由于当在流路3a的壁面上具有凹凸或损伤等时，在之后生成的管状树脂薄膜的表面上产生不能令人满意的条状形状等，所以最好是通过实施研磨处理等，使流路的壁面尽可能的平坦。另外，由于熔融树脂的挤出量受到喷口3的温度的影响而产生偏差，所以优选利用温度控制装置(图中未示出)精密地控制喷口3的温度。根据本发明获得的管状树脂薄膜，通过将喷口3的温度在从玻璃转变温度(Tg)+20℃到玻璃转变温度(Tg)+80℃之间进行调解，在挤出的同时可以使之进行取向。在喷口3的温度比(Tg)+20℃低的情况下，由于树脂的粘度上升，后面的薄膜化变得困难，另一方面，在喷口3的温度比(Tg)+80℃高的情况下，由于构成树脂的分子的张弛，变得难以取向。喷口3的温度的更优选范围为从(Tg)+30℃至(Tg)+50℃之间。
另外，优选将喷口3设计成，当喷口3的流路3a的宽度为d时，流路宽度d与被挤出的热塑性树脂的厚度t的关系满足以下的公式(1)t＜d＜20t (1)通过满足这样的条件，可以防止薄膜的周期性的厚度起伏(拉伸共振)的情况。
另外，如果喷口3是以与多个加热挤出机连接、多种树脂在喷口3中汇流的方式构成的话，可以制造具有多层结构的管状树脂薄膜。
芯构件2以和从加热挤出机1的喷口3呈管状挤出的热塑性树脂的内表面相对向的方式配置，将热塑性树脂成形为管状树脂薄膜20。芯构件2与气体供应源(图中未示出)连接，如图1的放大圆P中所示，在成形时，为了降低由于热塑性树脂与芯构件2的接触引起的摩擦，可以从芯构件2的表面对热塑性树脂的内表面渗出气体。从该芯构件2的表面渗出的气体，其温度和渗出量可以根据热塑性树脂的种类进行调节，这可以借助图中未示出的温度调节装置及压力调节装置来达到。另外，优选芯构件2在其表面上实施氟涂敷等，使得即使万一在成形时与热塑性树脂接触了，也不会发生过度的摩擦。进而，芯构件2的上表面(加热挤出机1侧的面)，为了从该处不渗出气体，优选通过金属板、金属箔、镀敷处理等覆盖。
另外，在加热挤出机1的喷口3和芯构件2之间，设置有使呈管状挤出的热塑性树脂的形状稳定用的稳定化装置4。由于刚刚从加热挤出机1的喷口3呈管状挤出后的热塑性树脂，在维持比玻璃转变温度(Tg)高很多的温度的状态下，从喷口的流路宽度的厚度急剧地变化到规定的厚度，所以处于容易受到由微小的张力变化、周边的气流的紊流等产生的影响的不稳定状态。由于稳定化装置4具有对处在这种不稳定状态的热塑性树脂，不妨碍该树脂的流动而使形状稳定化的功能，所以在之后生成的管状树脂薄膜上不会发生皱褶、松弛、波动等，能得到膜厚小且均匀、具有平坦的表面的薄膜。
这样，稳定化机构4，在本发明中成为最具有特征的结构之一。在这里为了深入地理解，下面参照
稳定化装置4的几个具体例子。
图2是表示将稳定化装置作为使加热挤出机1的喷口3与芯构件2分离而设置的分离部4a的构成的一个例子的简图。在该结构中，刚刚从加热挤出机1的喷口3呈管状挤出之后的热塑性树脂，与上面所述一样，还处于比玻璃转变温度(Tg)高很多的温度，但由于分离部4a，例如对于刚刚从喷口3呈管状挤出之后的热塑性树脂，防止由于和其它物体的接触等引起的外力附加、气体的不均匀流动及温度起伏等薄膜周围的气氛的紊乱，能够将厚度急剧减小的本来不稳定的区域引导到稳定化状态，所以在之后生成的管状树脂薄膜上不会发生皱褶、松弛、波动等，而能够得到膜厚小且均匀、具有平坦的表面的薄膜。图2中所示的分离部4a的大小L(从喷口3到芯构件2的距离)，例如可以设定为3～50mm。形状已经稳定化的热塑性树脂接着被送到芯构件2，成形为管状树脂薄膜20。
图3是表示将稳定化装置4作为从表面渗出气体的第二芯构件4b的结构的一个例子的简图。第二芯构件4b，和芯构件2同样，与气体供应源(图中未示出)连接。从该第二芯构件4b的表面渗出的气体，其温度及渗出量根据热塑性树脂的种类可以调节，这可以通过图中未示出的温度调节装置及压力调节装置来实现。这里，第二芯构件4b以气体从其表面渗出的状态与气体从芯构件2的表面渗出的状态不同的方式形成。具体地说，第二芯构件4b的气体渗出量，比芯构件2的气体渗出量少。由于刚刚从喷口3呈管状挤出后的热塑性树脂，还处于比玻璃转变温度(Tg)高很多的温度，所以若从第二芯构件4b的气体渗出量过多，则很可能使热塑性树脂的内表面粗糙，并不理想。在本结构中，第二芯构件2，例如，为了对于刚刚从喷口3呈管状挤出后的热塑性树脂，在为了保持非接触状态而由芯构件缓慢地进行气体渗出，使形状不发生变化的同时，可以实现规定的冷却条件等，所以，可以使热塑性树脂的形状稳定化，在之后生成的管状树脂薄膜上不会发生皱褶、松弛、波动等，能够获得膜厚小并且均匀、具有平坦的表面的薄膜。另外，该第二芯构件4b，也可以和上面说明的分离部4a同时并用。
图4(a)及(b)是表示作为温度调节机构而构成稳定化装置4的两个例子的简图。在图4(a)中，作为从管内侧调节呈管状挤出的热塑性树脂的温度的温度调节加热器4c而构成温度调节机构。在图4(b)中，作为从管外侧调节呈管状挤出的热塑性树脂的温度的温度调节加热器4d而构成温度调节机构。温度调节加热器4c及4d，例如被PID控制，可以将热塑性树脂逐渐地冷却到Tg附近的温度。在这些结构中，温度调节机构，例如相对于自然冷却可以积极地将热塑性树脂进行温度调节，由此使热塑性树脂的形状稳定化，所以，可以使在之后生成的管状树脂薄膜不会产生皱褶、松弛、波动等，而获得膜厚小并且均匀、具有平坦的表面的薄膜。另外，该温度调节机构，也可是将图4(a)和图4(b)合并的结构，即，在呈管状挤出的热塑性树脂的管内侧及管外侧都备有温度调节加热器的结构，或者，也可以是将温度调节加热器和上面说明的分离内4a、第二芯构件4b同时并用的结构。
图5是表示作为气流防止机构4e而构成稳定化装置4的一个例子的简图。气流防止机构4e，例如，可以是防止气流碰撞到从喷口3呈管状挤出的热塑性树脂的防止壁这样的结构。在这种结构中，由于气流防止机构4e防止对从喷口3呈管状挤出的热塑性树脂，例如从芯构件2渗出的气体引起的从管内的气流的吹附、以及从管外的气流的吹附，所以，可以使之后生成的管状树脂薄膜不会发生皱褶、松弛、波动等，而获得膜厚小并且均匀、具有平坦的表面的薄膜。另外，该气流防止机构4e，也可以和上面说明的分离内4a、第二芯构件4b、温度调节机构同时并用。
另外，优选加热挤出机1的喷口3，至少其口缘部3b由硬质材料构成。这里，所谓口缘部3b，是指喷口3的热塑性树脂的喷射孔的前端部。图6是喷口3的(a)立体图、(b)剖视图、以及口缘部3b的(c)放大剖视图。
为了提高热塑性树脂从喷口3剥离的剥离性，通常需要将喷口3的口缘部3b加工成锐利的形状。具体地说，在图6(c)中，优选使拐角半径R1及R2为50±5μm或其以下。当制成这种形状时，由于从喷口3挤出的热塑性树脂不会附着在口缘部3b上，所以可生成表面光滑的平坦的薄膜。不过，由于越是将口缘部3b制成锐利的形状，一般口缘部3b的强度就越低，所以，由于维护保养等，口缘部3b会慢慢地磨损，或者在最差的情况下，会造成口缘部3b形成缺口的问题。另外，一般铁、不锈钢材料等材质柔软的材料，在加工时口缘部有塌角的可能，有时加工成锐利的形状很困难。而在本发明中，通过用硬质材料构成喷口3的口缘部3b，能够加工成更锐利的形状，进而，可以提供足够的耐久性。由此，不会因热塑性树脂的挤出压力使口缘部磨损或者形成缺口，可进行长时间持续稳定的热塑性树脂的挤出。另外，优选构成喷口3的硬质材料的洛氏A硬度为85或其以上。作为硬质材料，可列举出钛合金，陶瓷材料等。硬质材料的表面也可以进行镀敷、氮化处理等。
另外，当从喷口3挤出熔融树脂时，喷口3可以具有任意的喷嘴。这时，熔融树脂经由该喷嘴从喷口3被挤出。作为喷嘴的例子，通常采用图6(b)所示的流路笔直设置直到其出口的平行喷嘴30，但也可以根据需要采用图7(a)所示的直径扩大的喷嘴31。直径扩大的喷嘴31，由于将热塑性树脂以扩展成放射状的形式挤出，所以，可以将所挤出的热塑性树脂的直径扩大。当从备有这种直径扩大的喷嘴31的喷口进行热塑性树脂的挤出时，由于可以对挤出的树脂赋予使直径扩大的力，所以，能够沿着在之后生成的管状树脂薄膜20的圆周方向赋予取向，可以获得相位差更大的树脂薄膜。另外，也可以采用如图7(b)所示的、先将流路3a的直径缩小、然后将直径扩大的直径扩大的喷嘴32。如果制成这样的形状的话，由于可以缩小热塑性树脂的挤出直径，所以，可以将整个装置的结构制造得更加紧凑。
不过，作为从加热挤出机1的滚筒1b将熔融树脂送往喷口3的方式，主要有以下两种方式。即，利用单一的流路以通常的方式挤出熔融树脂的十字轴方式；以及，例如利用设置在滚筒1b的端部的4个具有螺旋状的流路，一度分支、然后将分支的熔融树脂再度汇流的螺旋线方式。在本发明中可以利用任何一种方式，但是如果是后者的螺旋线方式，则由于在之后生成的管状树脂薄膜20的表面上不容易出现树脂的流动图案，所以在美观方面优良，因此是优选的。另外，当在从加热挤出机1的滚筒1b到喷口3之间设置过滤器时，由于可除去熔融树脂中的杂质，所以可获得更优异的美丽的外观。
进而，管状树脂制造装置100，也可以与从加热挤出机1呈管状挤出的热塑性树脂的外表面相对向而设置外侧构件5。图8是备有外侧构件5的管状树脂薄膜制造装置100的局部放大图。在管状树脂薄膜制造装置100上设置外侧构件5的情况下，由于该外侧构件5与芯构件2协同动作，可以从由喷口3呈管状挤出的热塑性树脂的外侧和内侧两侧进行成形，所以可以制造形状更整齐、平坦性更优异的管状树脂薄膜20。另外，外侧构件5，也可以是从其表面的一部分上或者整个表面上渗出气体的结构。在这种情况下，可以预先调节渗出的气体的温度。这样，由于能够将热塑性树脂的外表面和外侧构件5保持在非接触状态，所以，在之后生成的管状树脂薄膜上不会发生皱褶、松弛、波动等，可以获得膜厚小并且均匀、具有平坦的表面的薄膜。
另外，上述的芯构件2、第二芯构件4b、以及外侧构件5，分别可以用多孔材料构成。当用多孔材料构成上述各构件时，由于各构件的全部表面上可以达到同样的气体渗出状态，所以几乎没有气体渗出量的局部偏差。从而，更加提高热塑性树脂与芯构件的非接触性，所以，不会在之后生成的管状树脂薄膜上造成损伤或条状形状等，可以获得表面更光滑、平坦的高品质的薄膜。作为多孔材料的例子，可以列举出金属性多孔材料(多孔质烧结金属等)、无机多孔材料(多孔质陶瓷等)、过滤器材料、设置多个孔的金属等。当考虑到耐久性、维护保养性、气体渗出状态的均匀性时，优选金属多孔材料，最优选多孔质烧结金属。优选多孔材料调整其孔径、厚度等，以便能够达到同样的气体渗出状态。
其次，再次参照图1下面相关于此前为止说明的本发明的管状树脂薄膜制造装置及制造方法，详细说明拉伸管状树脂薄膜用的机构及方法。另外，有关本说明书以下说明的薄膜的拉伸机构及拉伸方法的记载，当然可以使用利用本发明的管状树脂薄膜制造装置制造的管状树脂薄膜，但是，也可以应用于拉伸与此不同预先制造的管状树脂薄膜(其并不限于用本发明的管状树脂薄膜制造装置制造的制品)的情况。
本发明的管状树脂薄膜制造装置100包括拉伸由芯构件2成形的管状树脂薄膜20的拉伸部6；保持所拉伸的管状树脂薄膜20的形状的保持部7。另外，在拉伸部的前段，也可以设置对管状树脂薄膜20进行预热的预热部11。预热部11，例如用和芯构件2同样的多孔材料构成，与图中未示出的气体供应源连接，可以将进行过适当的温度调节的气流从预热部11的表面对管状树脂薄膜20的内表面进行渗出。通过调节从预热部11渗出的气体的温度及流量，管状树脂薄膜20被预热，可以改变预热温度。在有必要使之显现相位差等、使管状树脂薄膜20取向的情况下，优选管状树脂薄膜20的拉伸温度在从Tg到Tg+50(℃)的范围内。更优选温度范围在从Tg+10(℃)至Tg+30(℃)的范围内。如果在这种范围内的话，能够以更高的效率进行管状树脂薄膜20上的取向，可以有意地使之显现相位差。在拉伸温度比Tg低的情况下，为了进行拉伸而必须赋予薄膜很强的应力，薄膜有断裂的危险。另外，在拉伸温度比上限值高的情况下，由于在大多数情况下树脂接近于熔融状态，所以，即使拉伸，也不能使分子取向，不能期待显现出相位差。
拉伸部6及保持部7，构成本发明中最具有特征的结构。这里，为了进一步加深理解，下面对拉伸部6及保持部7具体地进行说明。
拉伸部6，如图1所示，由主要在长度方向上拉伸(MD拉伸)管状树脂薄膜20的拉伸辊8以及/或者主要在圆周方向上拉伸(TD拉伸)管状树脂薄膜20的直径扩张芯轴9构成。
在利用拉伸部6只进行MD拉伸的情况下，只要使用图9所示的管状树脂薄膜制造装置200即可。管状树脂薄膜制造装置200，在图1的管状树脂薄膜制造装置100中，代替圆锥形芯轴9，采用具有与芯构件2相同的截面形状的圆筒形芯轴10。通过采用该圆筒形芯轴，可以抑制MD拉伸时向TD方向的收缩。另外，构成拉伸部6的拉伸辊8，只要在管状树脂薄膜20上至少设置在一个部位上即可，但是，如图1或图9所示，当沿着管状树脂薄膜20的长度方向隔开适当的间隔设置在两个部位上时，利用两个拉伸辊8的旋转速度差而可以更正确并且更容易地进行MD拉伸，所以是优选的。另外，拉伸辊8既可以配制成与管状树脂薄膜20的外面侧或者内面侧的一方接触，或者也可以配置在管状树脂薄膜20的内面侧和外面侧两方上，利用两个拉伸辊夹持管状树脂薄膜20。
在利用本结构进行MD拉伸时，由于可以在薄膜的长度方向上赋予取向性，所以可以制造适用于液晶显示器(LCD)等中使用的相位差薄膜的管状树脂薄膜。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以制成膜厚小并且均匀、具有平坦的表面、相位差起伏小的高品质的树脂薄膜制品。
在进行TD拉伸的情况下，如图1所示，只要使管状树脂薄膜20顺着圆锥形芯轴9的表面，将管状树脂薄膜20向下方输送即可。伴随着管状树脂薄膜20的输送，以对应于芯轴的外径的拉伸倍率进行管状树脂薄膜20的TD拉伸。
另外，也可以将圆锥形芯轴9分割成多个部分，使各个部分能够沿着径向方向移动，可改变管状树脂薄膜的扩大直径。图10表示这种分割型直径扩张芯轴50的一个例子。图10的分割型直径扩张芯轴，可以分割成4个芯轴片段(50a～50d)。各个芯轴片段(50a～50d)，分别可以沿着径向方向移动。它们的移动可以用手动进行，也可以利用电动机等机械手段进行。另外，各个芯轴片段(50a～50d)，不仅可以在不进行管状树脂薄膜的作业的脱机状态时移动，而且在拉伸工序中也可以移动，所以，在运转过程中可以进行薄膜制造条件的微调。由此，本发明的管状树脂薄膜，可以制成更高品质的树脂薄膜制品。另外，在利用上述这种分割型直径扩张芯轴50的情况下，也可以对应于分割型直径扩张芯轴50的分割和移动，使预热部11及保持7也进行同样的动作。
当利用本结构进行TD拉伸时，由于可以沿着薄膜的圆周方向赋予取向性，所以，可以制造适用于液晶显示器(LCD)等中使用的相位差薄膜的管状树脂薄膜。这种管状树脂薄膜，不会发生皱褶、松弛、波动等，可以获得膜厚小且均匀、具有平坦的表面、相位差起伏小的高品质的树脂薄膜制品。
在同时进行MD拉伸及TD拉伸的、所谓双轴拉伸的情况下，如图1所示，只要同时使用圆锥形芯轴9和拉伸辊8即可。MD拉伸方向及TD拉伸方向的管状树脂薄膜20的拉伸倍率，通过选择拉伸辊8的旋转速度及圆锥形芯轴9的外径，可以设定成所希望的值。另外，在进行双轴拉伸时，MD拉伸、TD拉伸也可以分别进行。例如，可以先利用拉伸辊8进行MD拉伸，接着，将进行过MD拉伸的管状树脂薄膜加在圆锥形芯轴9上进行TD拉伸。或者，也可以先将管状树脂薄膜加在圆锥形芯轴9上进行TD拉伸，接着，将进行过TD拉伸的管状树脂薄膜利用拉伸辊8进行MD拉伸。
由于构成拉伸部6的拉伸辊8，与管状树脂薄膜20的表面直接接触，所以，优选以不会伤及表面的柔软的材料(例如硅橡胶等)构成。另外，为了能够均匀地拉伸管状树脂薄膜20，优选拉伸辊8以在管状树脂薄膜20的周围以均等的间隔的多个点进行接触的方式配置。进而，优选构成拉伸部6的圆锥形芯轴9及/或圆筒形芯轴10，与上述的芯构件2、第二芯构件4b、或者外侧构件5一样，用多孔质烧结金属等多孔材料构成。这时，如果是各个芯轴与气体供应源(图中未示出)连接，从它们的表面上渗出根据需要适当调节了温度及流量的气体的构成的话，则由于避免了管状树脂薄膜20与芯轴的直接接触，所以，不会在管状树脂薄膜的内表面上造成伤痕或者条状形状等，可以获得表面更光滑、平坦的高品质的树脂薄膜。另外，由于通过提高管状树脂薄膜与拉伸部的非接触性，减少了拉伸时的阻力，所以还具有能够利用拉伸部顺滑地进行拉伸工序的效果。
保持部7，是为了保持所拉伸的管状树脂薄膜20的形状而设置的。当从拉伸完毕的管状树脂薄膜刚刚解除拉伸力的赋予时，由于其反作用，管状树脂薄膜会收缩。若没有保持部，则拉伸取向了的薄膜，在自由状态下收缩，会发生厚度起伏或相位差起伏。在本发明中，为了防止这种现象，用保持部7保持拉伸后的管状树脂薄膜20，同时将其形状固定，防止拉伸后的薄膜产生收缩等。从而，在本发明中，在通过保持部7之后的管状树脂薄膜上不会发生皱褶、松弛、波动等，可以获得膜厚小并且均匀、具有平坦的表面、相位差起伏小的高品质的树脂薄膜制品。
如果直到薄膜通过保持部完毕，薄膜也没有冷却到一定程度的温度，则在通过保持部的时刻，拉伸取向了的薄膜在高温状态的自由状态下收缩，发生厚度起伏或相位差起伏的可能性很高。在本发明中，为了防止这种现象，优选保持部7以将管状树脂薄膜冷却的方式构成。另外，优选能够调整保持部的冷却温度及保持部的长度，使得在薄膜通过保持部完毕之前，薄膜的温度变成Tg或其以下的温度。
另外，保持部7例如也可以是这样的构成和上述拉伸部6同样由多孔材料构成，与图中未示出的气体供应源连接，使根据需要适当调节了温度和流量的气体从保持部7的表面渗出到拉伸了的管状树脂薄膜20的内表面上。
在图1及图9中，示出预热部11、构成拉伸部6的圆锥形芯轴9或者圆筒形芯轴10、保持部7配置在圆筒形树脂薄膜20的内侧，但是也可以配置在圆筒形树脂薄膜20的内侧及外侧，从两侧夹持圆筒形树脂薄膜20。在这种情况下，由于圆筒形树脂薄膜2完全不会露出，所以，可以在更稳定的状态下进行拉伸。
由于这样获得的管状树脂薄膜20，不仅厚度小而且表面极其平坦，而且能够赋予优异的取向性，所以，可以很好地适合用作液晶显示器(LCD)等中使用的相位差薄膜。作为这种相位差薄膜而使用的薄膜的厚度可以为任意的值，但是在以降低成本及将相位差薄膜作为构件来使用的装置的薄型化为目的的情况下，其厚度最好是尽可能的薄。如果利用本发明的管状树脂薄膜制造装置，则例如即使厚度在0.1mm以下，也不会发生皱褶、松弛、波动等，可以获得膜厚小并且均匀、具有平坦的表面、相位差起伏小的高品质的树脂薄膜制品。
而由于从芯构件2、第二芯构件4b、预热部11、拉伸部6、保持部7等的表面渗出的气体流入到从喷口到芯构件的稳定化装置4的区域内，有时会造成稳定化装置4的区域内的无意中的压力上升，或者无意中使管状树脂薄膜20内的管内压力上升。在这种情况下，热塑性树脂向外方膨胀，或者反复收缩扩大。这种现象，有可能对最终获得的薄膜表面的平坦性和膜厚的均匀性造成恶劣的影响，是不理想的。因此，为了对这种情况防范于未然，优选配备防止管状树脂薄膜内的管内压力上升用的通气装置。这样，没有管状树脂薄膜向外方膨胀或者反复收缩扩大之虞，可以维持良好的薄膜的平坦性。从而，管状树脂薄膜不会发生皱褶、松弛、波动等，可以获得膜厚小并且均匀、具有平坦的表面的高品质的树脂薄膜制品。例如，如图11所示，可以经由从喷口3起直到加热挤出机1而设置的通气装置14，形成与外部大气连通的状态，或者，也可以设置贯通芯构件2、第二芯构件4b的通气装置16及在从保持部7起直到拉伸部6(或者预热部11)而将它们贯通的通气装置15，形成将管状树脂薄膜20的内部与外部大气连通的状态。这些通气装置可以单独使用，也可以同时并用。另外，也可以具有内压调整阀等的内压调整机构。但是，在设置通气装置14的情况下，由于气体通过通气装置14流出，所以有可能在从喷口直到芯构件的稳定化装置4的区域内产生气流的紊流，对于最终获得的薄膜的表面的平坦性及膜厚的均匀性产生恶劣的影响。从而，需要注意不使气流的紊流对薄膜产生影响。在设置通气装置14的情况下，优选例如通过从通气装置14将配管向下延伸到规定的位置(例如芯构件2、第二芯构件4b的上部附近或预热部11、拉伸9的上部附近)，或者在通气装置14附近设置内压调整阀等，将管内压力调整到规定的压力，使得从喷口直到芯构件2的稳定化装置4的区域内不会发生气流的紊流。
将形状完全固定化的管状树脂薄膜20输送到切割装置12的位置处，在这里沿长度方向切开，成为平坦的长的片状薄膜(参照图1)。切割装置12，例如以其切割部12a与管状树脂薄膜20的输送方向相对向的方式配置，随着将管状树脂薄膜20向下方输送，切割装置12可以将管状树脂薄膜20切开。图12是表示管状树脂薄膜20被切割装置12切割并且展开的状况的管状树脂薄膜制造装置的100的仰视图。从图12可知，切割装置12只要固定到与管状树脂薄膜20交叉的任意的位置上即可。
另一方面，也可以将切割装置12以沿着管状树脂薄膜20的圆周可旋转的方式构成。在这种情况下，当对应于切割装置12的旋转，改变切割部12a的朝向时，与管状树脂薄膜20向下方的输送协调动作，例如可以将管状树脂薄膜20切割成螺旋状。另外，若适当调节管状树脂薄膜20的输送速度和切割装置12的旋转速度，可以进行所希望的间距的螺旋切割。作为切割装置12，在使用激光切割机的情况下，通过利用远距离操作等改变激光通过的棱镜的方向，可以自由改变激光的发射方向，所以，即使不直接使激光切割机运动，也可以很容易地进行管状树脂薄膜20的螺旋切割。进而，由于激光切割机的设置场所与管状树脂薄膜20的输送方向没有关系而可以任意选择，所以，在装置设计方面的自由度大大提高。并且，如果采用这种激光切割机，不仅可进行螺旋切割，而且也可以进行更复杂的切割，所以，树脂薄膜的用途大大增加。在上面的说明中，描述了使切割装置12沿着管状树脂薄膜20的圆周旋转的方法，但是，将切割装置12固定，通过使喷口附近旋转，也同样可以获得切割成螺旋状的薄膜。当采用这种结构时，无需使后面描述的卷绕装置旋转，可以节省空间。
另外，在本说明书中，到此为止针对相对于管状树脂薄膜20只设置一个切割装置12的形式进行了说明，但是，本发明并不局限于这种形式，如图13所示，例如也可以设置两个切割装置12，一次获得多个片状薄膜。图13的(a)是表示设置两个切割装置12的管状树脂薄膜制造装置的一部分的简图，(b)是(a)的管状树脂薄膜制造装置的仰视图。另外，在切割时，也可以在管状树脂薄膜20的内侧预先插入具有与管状树脂薄膜20的内径大致相同的外径的插入构件60。这种插入构件，由于使管状树脂薄膜20输送时的动作稳定，所以，可降低切割装置12的晃动，可以更正确并且稳定的进行管状树脂薄膜20的切割。另外，如果使该插入构件60为多孔材料，与图中未示出的气体供应源连接，从插入构件60的表面渗出气体，则由于可以使插入构件和管状树脂薄膜20的内表面处于非接触状态，所以可降低损伤的可能，更加优选。
另外，在本发明中，将管状树脂薄膜20沿长度方向切断，制成片状薄膜，但是，不言而喻，利用过去进行的方法、即利用将管状树脂薄膜20折叠将其两端切断的方法，也可以获得两个片状薄膜。
利用切割装置12切开而生成的长的片状薄膜，最终利用卷绕装置13进行卷绕(参照图1或图13)。卷绕装置13，为了在卷绕时薄膜不扭曲，有必要与上述切割装置12连动。即，在切割装置12固定的情况下，卷绕装置13也固定，在切割装置12旋转运动的情况下，对应于此，有必要也使卷绕装置13旋转运动。如果将卷绕装置13和切割装置12一体化地构成，则在将管状树脂薄膜20切断时原样进行卷绕，所以，可以应对上面所述的任何一种情况。作为卷绕装置13的例子，可以列举出细长的纸管等。
从按上述方式制作的本发明的管状树脂薄膜获得的片状薄膜，由于能够赋予优异的取向性，所以，可以适合于用作相位差薄膜。这里，相位差薄膜，在利用TN、VA、STN取向的液晶显示元件等中，用于改进因液晶的双折射引起的视角的降低。一般地，相位差薄膜，当滞相轴角度的偏差超过±3度时，成为液晶显示装置的颜色不均的原因，而根据本发明获得的片状薄膜，滞相轴角度的偏差在薄膜宽度方向上在±3度以内，显示质量优秀。
另外，在利用现有的拉幅机方式的拉伸而制造的相位差薄膜中，由于其端部的滞相轴角度的偏差大，所以，只能利用薄膜的中央部，但是，在本发明中，由于在将树脂薄膜维持在管状不变的状态下拉伸，所以，可以利用薄膜的全部宽度，因此提高了成品率，可以大幅度降低制造成本。
若举例示出本发明中可使用的热塑性树脂，则可以列举出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚芳酯、聚酰胺、环状聚烯烃、乙烯-乙烯醇共聚物、聚醚砜等。这些树脂可以单独使用，或者也可以作为含有两种或其以上的共混聚合物或共聚物来使用。或者，也可以作为这些树脂的衍生物或者变性物来使用。
特别是将由本发明的管状树脂薄膜获得的热塑性树脂薄膜作为供给液晶显示器(LCD)等使用的相位差薄膜来使用的情况下，作为这些树脂材料，优选地，选择可以不受热及/或水分的影响的、可以确保高的尺寸稳定性(例如厚度均匀性)和光学稳定性(例如延迟均匀性)的材料，为了承受来自于液晶显示装置的背光的热而选择具有高的玻璃转变温度(Tg)(例如120℃或其以上)的材料，进而，为了获得良好的液晶显示，选择可见光透过性优异的材料。热塑性树脂薄膜可以是未经拉伸的，也可以是单轴或双轴拉伸的。或者，在热塑性树脂薄膜上涂敷圆盘状液晶聚合物、向列液晶聚合物等而使之取向。
另外，对于相位差薄膜要求长期稳定性，为此优选薄膜的光弹性系数的绝对值为1.0×10-11Pa-1或其以下。作为满足这种特性的热塑性树脂，特别优选使用作为环状聚烯烃的降冰片烯类聚合物。这里，所谓降冰片烯类聚合物，有由降冰片烯类单体构成的均聚物或其氢化物、降冰片烯类单体和乙烯类化合物的共聚物或其氢化物等，作为具体的制品，可以列举出“阿通(ア一トン)”(JSR公司制)、“载奥诺阿(ゼオノア)”、“载奥内库斯(ゼオネツクス)”(日本ゼオン公司制)，“阿贝鲁(アペル)”(三井化学公司制)“Topas”(Ticona公司制)等。
在热塑性树脂中，也可以在不影响其物理性质(玻璃转变温度、光透射性等)的范围内，少量添加防氧化剂、润滑剂、着色剂、染料、颜料、无机填充剂、耦合剂等。
作为防氧化剂，可以列举出酚类防氧化剂、磷酸类防氧化剂、硫磺类防氧化剂、内酯类防氧化剂、受阻胺类光稳定剂(HALS)等。例如，对于环状聚烯烃等树脂，考虑到热稳定性及相溶性，最好使用酚类防氧化剂。作为酚类防氧化剂的具体例子，可以列举出季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](例如商品名“依鲁加诺克斯(イルガノツクス)1010”(チバスペシヤルテイケミカルズ公司制))、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯(例如商品名“依鲁加诺克斯(イルガノツクス)1076”(チバスペシヤルテイケミカルズ公司制))、3，3’，3”，5，5’，5”-六叔丁基-a，a’，a”-(三甲苯基-2，4，6，-三基)三对甲苯酚(例如商品名“依鲁加诺克斯(イルガノツクス)1330”(チバスペシヤルテイケミカルズ公司制))，1，3，5-三-(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)三酮(例如，商品名“依鲁加诺克斯(イルガノツクス)3114”(チバスペシヤルテイケミカルズ公司制))，3，9-二-{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5甲基苯基)丙酸基]-1，1-二甲基乙基}-2，4，8，10-四氧螺[5，5]十一烷(例如商品名“阿带卡斯塔布(アデカスタブ)AO-80”(旭电化工业公司制))等。防氧化剂相对于热塑性树脂的含量，优选调制到0.01～5重量％的范围内。当含量多于5重量％时，薄膜的光透射性及机械强度差，当低于0.01重量％时，不能获得足够的防氧化效果，所以是不理想的。
另外，作为润滑剂的例子，可以列举出脂肪酸酰胺类润滑剂、非离子界面活性剂类润滑剂、炭氢化合物类润滑剂、脂肪酸类润滑剂、酯类润滑剂、醇类润滑剂、脂肪酸金属盐类润滑剂(金属皂)、褐煤酸酯部分皂化物、硅类润滑剂等。例如，对于环状聚烯烃等树脂，考虑到热稳定性及相溶性，脂肪酸酰胺类润滑剂是优选的。作为脂肪酸酰胺类润滑剂的具体的例子，可以列举出硬脂酸酰胺(例如商品名“达依亚密斗(ダイヤミツド)200”(日本化成公司制))、亚甲基二硬脂酸酰胺(例如商品名“必斯阿玛依特(ビスアマイド)LA”(日本化成公司制))、m-苯二甲基硬脂酸酰胺(例如商品名“斯里帕克斯(スリパツクス)PXS”(日本化成公司制))、亚乙基双硬脂酸酰胺(例如商品名“花王瓦克斯(ワツクス)EB”(花王公司制)、阿莫瓦克斯(ア-モワツクス)EBS(ライオン·アクゾ公司制))。润滑剂相对于热塑性树脂的含量，优选为0.01～10重量％，最优选为0.05～1重量％。当含量不足0.01重量％时，几乎不显现挤出转矩减少、防止薄膜产生擦伤滑痕的效果。当含量超过10重量％时，与挤出机螺杆发生滑动的情况增多，不能均匀地供应树脂，难以稳定地制造薄膜。进而，随着时间的推移，渗出量增多，成为薄膜的外观不好、粘结不良等的原因。
上述的酚类防氧化剂、润滑剂等，可以单独使用，也可以将两种或其以上同时并用。
作为防氧化剂、润滑剂等添加剂向热塑性树脂内的添加方法，例如，有将热塑性树脂的颗粒和规定量的添加剂粉末混合，用加热挤出机加热熔融的方法；在用有机溶剂将热塑性树脂和添加剂溶解之后，将溶剂蒸馏出去的方法；预先调制热塑性树脂和添加剂的母料的方法；以及在上述母料中混合与制造上述母料时使用的树脂同种或者不同种的树脂的方法等。另外，对于上述防氧化剂、润滑剂等，利用该添加剂涂敷到加热挤出机的内部的流路(特别是喷口附近)的方法、通过料斗或者中途的流路以一定的比例供应该添加剂的方法等，也可以获得同样的效果。
上面，对于本发明的较佳实施形式进行了说明，但是，为了加深对本发明的理解，进一步示出具体的实施例进行说明。另外，在将要说明的实施例中，如下所述，测定各个实施例共通的、管状树脂薄膜制造装置及管状树脂薄膜的各种特性。
(1)管状树脂薄膜制造装置的温度使用安立计器公司制的K热电偶(AM-7002)。将K热电偶贴在管状树脂薄膜制造装置的规定部位进行测定。
(2)气体渗出量使用STEC INC制的FLOLINE SEF-52进行测定。
(3)薄膜温度使用レイテツク·ジヤパン公司制的THERMLET T3P，测定连续流动的薄膜的薄膜温度。
(4)薄膜厚度使用テイ-イ-エス公司制的フイルムインスペクタ(TS-0600AS2)。首先，在TD方向，以1mm的间隔对于薄膜的整个宽度，进行薄膜厚度的测定，接着，将该测定在MD方向上重复200次。由全部数据计算出平均值，用％表示相对于该平均值的厚度不均匀性。
(5)薄膜的相位差及滞相轴(遅相轴)使用王子计测机器公司制造的KOBRA-21ADH。首先，在TD方向上，以20mm的间隔对于薄膜的整个宽度，进行薄膜的相位差及滞相轴的测定，接着，将该测定在MD方向上重复50次。从全部数据计算出平均值，用％表示相对于该平均值的位相差不均匀性。对于滞相轴的不均匀性，求出全部数据的偏差的范围，用“°”(度)表示。
实施例1例如，使用和图1的装置同样的装置，根据本发明制作拉伸了的管状树脂薄膜。在本实施例中，作为薄膜原料，使用载奥诺阿(ゼオノア)1420R(Tg＝136℃；日本ゼオン公司制)。下面表示薄膜的制作条件。
使用备有网眼型过滤器(网眼尺寸10μm)的螺旋式的加热挤出机。
·滚筒直径50mm·螺杆形状全螺纹单轴型·L/D25[喷口]使用具有平行喷嘴的喷口。
·口径300mm·拐角半径10μm·材质硬质材料(洛式A硬度＝91)·温度230℃[稳定化装置]将金属制圆柱设置在树脂的管内侧作为稳定化装置。
·分离距离20mm[芯构件]使用具有35μm的平均孔径的金属性多孔材料。
·芯构件的长度50mm·芯构件的外径296mm·气体渗出量7L/分钟[预热部]将由多孔材料构成的预热部设置在管状树脂薄膜的内侧及外侧。
·预热温度155℃(内侧及外侧)·预热部的最终薄膜温度155℃·气体渗出量调整到不损伤薄膜的程度·预热部的长度调整到能够维持上述最终温度的长度[拉伸部]使用上下直径比为1∶1.4的多孔材料构成的直径扩张芯轴、以及上下的速度比为1∶1.2的多点式拉伸辊。另外，在拉伸时，一面从薄膜内侧及外侧进行温度调节，一面同时进行MD拉伸和TD拉伸。
·拉伸部温度155℃(内侧及外侧)·气体渗出量调整到不损伤薄膜的程度·拉伸部的长度调整到能够将薄膜温度维持在155℃的长度[保持部]在管状树脂薄膜的内侧设置具有和上述直径扩张芯轴的下直径相同直径的由多孔材料构成的保持部。
·保持部温度100℃(外侧为常温)·气体渗出量调整到不损伤薄膜的长度保持部的长度调整到薄膜温度下降到原料树脂的Tg或其以下的长度。
设置如图11所示的、贯通预热部、构成拉伸部的直径扩张芯轴、以及保持部的气体装置15。
将如上所述获得的管状树脂薄膜，如图13所示，用两个切割机切开，作为宽度650mm左右的两个片状薄膜而卷绕。该片状薄膜具有良好的外观，厚度不均匀性、相位差不均匀性均在±2％或其以下，滞相轴不均匀性也在±2°或其以下。
实施例2在本实施例中，表示使用与上述实施例1不同的薄膜原料及稳定化装置的例子。
例如，使用和图11所示同样的装置，根据本发明制作拉伸了的管状树脂薄膜。在本实施例中，作为薄膜原料，使用在Topas6013(Tg＝130℃；Ticona公司制)中作为润滑剂配合有0.2重量％的阿莫瓦克斯(ア-モワツクス)EBS(スライオン·アクゾ公司制)的材料。
本实施例的薄膜制作条件，除以下各点之外，与上述实施例1的条件相同。
在树脂的管内侧设置有多孔材料构成的第二芯构件。
令预热部温度及预热部的最终温度为150℃[拉伸部]一面从薄膜的内侧及外侧进行温度调节，一面分别进行MD拉伸及TD拉伸。
拉伸部温度，在内侧及外侧均为150℃，拉伸部的长度调整到能够将薄膜温度维持在150℃的长度。
在管状树脂薄膜的内侧设置具有上述直径扩张芯轴的下直径-2(mm)的直径的由多孔材料构成的构件。
设置如图11所示的、从喷口3直到加热挤出机1而设置的通气装置14、以及贯通预热部、构成拉伸部的直径扩张芯轴、及保持部的通气装置15。
将如上所述获得的管状树脂薄膜，如图12所示，用一个切割机切开，作为宽度1300mm左右的一个片状薄膜而卷绕。该片状薄膜具有良好的外观，厚度不均匀性、相位差不均匀性均在±2％或其以下，滞相轴不均匀性也在±2°或其以下。
实施例3在本实施例中，表示了使用和上述实施例1不同的薄膜原料及稳定化装置的例子。
这里，例如使用和图4的装置同样的装置，根据本发明制作拉伸了的管状树脂薄膜。在本实施例中，作为薄膜原料，使用在阿贝鲁(アペル)6013T(Tg＝125℃；三井化学公司制)中作为防氧化剂而配合0.5重量％的“依鲁加诺克斯(イルガノツクス)1010”(チバスペシヤルテイケミカルズ公司制)的材料。
本实施例的薄膜制作条件，除以下各点之外，也与上述实施例1的条件相同。
在树脂的管内侧及外侧设置温度调节加热器作为稳定化装置。该温度调节加热器，将温度调节到在呈管状挤出的热塑性树脂不产生厚度不均匀的程度。
·预热部温度145℃(内侧及外侧)·预热部的最终薄膜温度145℃[拉伸部]另外，在拉伸时，一面从薄膜的内侧及外侧进行温度调节，一面分别进行MD拉伸及TD拉伸。
·拉伸温度145℃(内侧及外侧)·拉伸部长度调整到能够将薄膜温度维持在145℃的长度[通气装置]设置如图11所示的、从喷口3直到加热挤出机1而设置的通气装置14。将配管从通气装置14一直延伸到预热部上部，从预热部、拉伸部、保持部等渗出的气体不影响到稳定化装置4的区域，而直接经由通气装置14排出。
将如上所述获得的管状树脂薄膜，如图13所示，用两个切割机切开，作为宽度650mm左右的两个片状薄膜而卷绕。该片状薄膜具有良好的外观，厚度不均匀性、相位差不均匀性均在±2％或其以下，滞相轴不均匀性也在±2°或其以下。
实施例4在本实施例中，表示例如利用图10所示那样的分割型直径扩张芯轴制作薄膜的例子。
在本实施例中，和实施例1同样，作为原料，使用载奥诺阿(ゼオノア)1420R(Tg＝136℃；日本ゼオン公司制)。本实施例的薄膜制作条件，除以下各点之外，也与上述实施例1的条件相同。
使用如图10所示的、上下直径比为1∶1.4的多孔材料构成的分割型直径扩张芯轴、以及上下的速度比为1∶1.2的多点式拉伸辊。分割型直径扩张芯轴，以径向方向的拉伸倍率为1.5倍的方式进行分割扩张。另外，在拉伸时，一面从薄膜内侧及外侧进行温度调节，一面同时进行MD拉伸及TD拉伸。
在管状树脂薄膜的内侧设置具有与上述直径扩张芯轴的下直径相同的直径的多孔材料构成的保持部。另外，在外侧也设置有用不同种类的多孔材料构成的保持部。
将如上所述获得的管状树脂薄膜，如图13所示，用两个切割机切开，作为宽度650mm左右的两个片状薄膜而卷绕。该片状薄膜具有良好的外观，厚度不均匀性、相位差不均匀性均在±2％或其以下，滞相轴不均匀性也在±2°或其以下。
实施例5在本实施例中，表示例如使用图9所示的薄膜制造装置，将薄膜沿长度方向拉伸的例子。
利用挤出机(滚筒直径50mm、螺杆形状全螺纹单轴型，L/D＝25)在树脂温度240℃下将作为热塑性树脂的Tg＝163℃的环状聚烯烃(载奥诺阿(ゼオノア)1600日本ゼオン公司制)熔融挤出，导入到具有喷口直径300mm、喷口间隙1.0mm的环状喷口的模具内，调整挤出机的转速及模具喷口间隙，使得喷口宽度方向的树脂喷出量一定。
利用从在圆筒薄膜的内侧及外侧设置在距离模喷口20mm的位置上的间隙为1mm的空气冷却装置(芯构件及外侧构件)流出的流量为50L/分钟的25℃的空气，将从模具喷出的熔融树脂冷却到180℃之后，引导到在薄膜内部具有可动辊、及隔着薄膜而在外侧具有可进行速度调整的辊的4点支承式第一牵引装置，以5m/分钟的速度进行牵引。
然后，在将周围气氛的温度调节到175℃的加热炉(预热部)中将圆筒薄膜再次加热后，利用和第一牵引装置具有相同功能的第二牵引装置以速度差为1.3倍的方式进行牵引，沿着长度方向拉伸1.3倍。这里，内部由使用多孔材料的拉伸部和保持部构成。
然后，利用设置在薄膜外侧的与流动方向平行设置的切割装置切开，然后，沿着为了不产生皱褶而制成的输送导引件展开成平面状。
将获得的平面状的薄膜卷绕到宽度为卷绕机的600mm的纸管上，获得厚度为0.1mm的两条平面状薄膜。
在宽度方向上每10mm用千分尺测定获得的薄膜的厚度，获得其宽度方向的厚度精度为±2μm的良好结果。另外，测定相位差，获得平面内相位差显示出100nm的值的相位差薄膜。进而，利用薄膜检查器(フイルムインスペクタ)等进行仔细的测定，厚度不均匀性、相位差不均匀性均在±2％或其以下。滞相轴不均匀性在±2°或其以下。这时，薄膜的相位差的滞相轴相对于薄膜的长度方向具有平行的角度。
实施例6这里，表示出例如使用图10所示的装置，将薄膜沿着圆周方向拉伸的例子。
在本实施例中，与上述实施例5的制作条件比较，拉伸方法不同。
具体地说，被与上述实施例5的4点支承式第一牵引装置同样的牵引装置牵引的圆筒薄膜。在将周围气氛温度调节到175℃的加热炉(预热部)中再次加热之后，如图10所示，引导到设置在薄膜的内部的、沿圆周方向分割成4个、在其外壁上具有空气流出口的内芯轴上，通过从内部吹附175℃的热风，并且使芯轴主体沿着半径方向机械地扩大1.3倍，沿着圆周方向拉伸。这时，利用设置在切割机后面的第二牵引装置以5m/分钟的速度牵引薄膜。
然后，利用设置在薄膜外侧的与流动方向平行设置的切割机切开，然后沿着为了之后不生成皱褶而制成的输送导引件展开成平面状。将获得的平面状的薄膜卷绕到纸管上，获得厚度为0.1mm的两条平面状的薄膜。
在宽度方向上每10mm用千分尺测定获得的薄膜的厚度，获得其宽度方向的厚度精度为±2μm的良好结果。另外，测定相位差，获得厚度相位差显示出100nm的值的相位差薄膜。进而，利用薄膜检查器(フイルムインスペクタ)等进行仔细的测定，厚度不均匀性、相位差不均匀性均在±2％或其以下。滞相轴不均匀性在±2°或其以下。这时，薄膜的相位差的滞相轴相对于薄膜的长度方向具有90度的角度。
实施例7这里，表示例如用图11所示的装置，沿着薄膜的长度方向和薄膜的圆周方向都拉伸的例子。
具体地说，被和上述实施例5的4点支承式第一牵引装置同样的牵引装置牵引的圆筒薄膜，在将周围气氛温度调节到175℃的加热炉(预热部)中再次加热之后，引导到设置在薄膜内部的、在圆周方向上被分割成4个、在其外壁上具有空气流出口的内芯轴上，通过从内部吹附175℃的热风，并且将芯轴主体沿半径方向机械地扩大1.3倍，从而沿圆周方向拉伸。
另外，利用和第一牵引装置具有同样功能的第二牵引装置，以速度差为1.3倍的方式牵引圆筒薄膜，在长度方向上也拉伸1.3倍。
然后，和实施例5同样进行切割、卷绕，获得两条厚度为0.1mm的平面状薄膜。
在宽度方向上每10mm用千分尺测定获得的薄膜的厚度，获得其宽度方向的厚度精度为±2μm的良好结果。另外，测定相位差，获得平面内相位差、厚度相位差都显示出100nm的值的相位差薄膜。进而，利用薄膜检查器(フイルムインスペクタ)等进行仔细的测定，厚度不均匀性、相位差不均匀性均在±2％或其以下。滞相轴不均匀性在±2°或其以下。
工业上的可利用性本发明的管状树脂薄膜的制造装置及制造方法，能够在多种用途中使用，例如，可以作为相位差薄膜、收缩薄膜、层压薄膜等的制造装置及制造方法来使用。
权利要求
1.一种管状树脂薄膜制造装置，其特征在于，包括将管状树脂薄膜拉伸的拉伸部(6)；保持被拉伸了的上述管状树脂薄膜的形状的保持部(7)。
2.如权利要求1所述的管状树脂薄膜制造装置，其特征在于，上述拉伸部(6)可将在长度方向上拉伸上述管状树脂薄膜的拉伸力赋予给上述管状树脂薄膜。
3.如权利要求1所述的管状树脂薄膜制造装置，其特征在于，上述拉伸部(6)可将在圆周方向上拉伸上述管状树脂薄膜的拉伸力赋予给上述管状树脂薄膜。
4.如权利要求1所述的管状树脂薄膜制造装置，其特征在于，上述拉伸部(6)具有采用多孔材料的芯轴(9、10)。
5.如权利要求3所述的管状树脂薄膜制造装置，其特征在于，上述拉伸部(6)为分割型直径扩张芯轴(50)，该分割型直径扩张芯轴(50)以可分割成多个部分，上述多个部分的每一个可在径向方向上移动的方式构成。
6.如权利要求1所述的管状树脂薄膜制造装置，其特征在于，上述保持部(7)采用多孔材料。
7.如权利要求1所述的管状树脂薄膜制造装置，其特征在于，在上述保持部(7)中，管状树脂薄膜被冷却。
8.如权利要求1所述的管状树脂薄膜制造装置，其特征在于，包括防止上述管状树脂薄膜的管内压力上升用的通气装置(14、15、16)。
9.如权利要求1所述的管状树脂薄膜制造装置，其特征在于，具有将拉伸前的上述管状树脂薄膜预热的预热部(11)。
全文摘要
本发明提供一种通过拉伸而赋予取向性的高品质的、厚度不均匀性小的可适合用于相位差薄膜等的管状树脂薄膜的制造装置。包括拉伸管状树脂薄膜(20)的拉伸部(6)；保持被拉伸了的上述管状树脂薄膜(20)的形状的保持部(7)。进而，上述拉伸部(6)，可将在长度方向和/或圆周方向上拉伸上述管状树脂薄膜(20)的拉伸力赋予给上述管状树脂薄膜(20)。
文档编号B29C47/20GK1738709SQ20038010881
公开日2006年2月22日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年1月31日
发明者吉田真吾, 赤泽清豪, 丸山豊太郎, 竹内健, 古原茂良, 池永雅范, 中尾俊夫 申请人:住友电木株式会社