薄膜拉伸設備以及溶液薄膜制造方法

專利名稱：薄膜拉伸設備以及溶液薄膜制造方法
技術領域：
本發明涉及一種薄膜拉伸設備以及一種溶液薄膜制造方法，其特別適合于生產用于光學用途，例如液晶顯示設備、有機電發光以及起偏振片的聚合物薄膜。
背景技術：
用于光學用途的聚合物薄膜通常采用溶液薄膜制造方法生產，該方法包括以下步驟從澆注模向載體澆注聚合物液體(涂劑)，從載體上剝離固化的涂劑(聚合物薄膜)，干燥該薄膜并且卷繞已固化薄膜。
為了改進聚合物薄膜的平整性、機械強度以及光學性能，日本專利公開文本No.62-115035公開了一種拉伸聚合物薄膜并調整聚合物薄膜寬度的拉幅設備。這種拉幅設備被設置在干燥步驟中，所以聚合物薄膜在剝離步驟和干燥步驟之間被拉伸。
該拉幅設備設置有多個夾具，用來夾持聚合物薄膜的側邊部。每個夾具都包括U形夾具體和固定到夾具體的上部的可擺動壓板，并且以固定間距固定在循環鏈上。壓板通常由于自重而保持在閉合位置；在該位置，聚合物薄膜被夾持在夾具體的下部和壓板的下端之間。當壓板的上部與夾具開啟器嚙合時，壓板向上旋轉，這使得壓板被保持在釋放位置，從而允許聚合物薄膜的側邊部進入夾具。隨后，壓板的上部脫離壓板開啟器而使得壓板由于自重而從釋放位置返回到閉合位置。因此，聚合物薄膜的側邊部被夾具夾持。
由于對光學聚合物薄膜需求的增加以及降低生產成本的要求，有必要提高用溶液薄膜制造法生產聚合物薄膜的生產率。換言之，需要提高薄膜制造速度以及聚合物薄膜的寬度。此外，需要更薄的聚合物薄膜以用于改善光學性能并提供各種光學功能。使用上文所述的傳統拉幅設備的溶液薄膜制造方法不能夠提供滿足這些要求的聚合物薄膜。例如，由于薄而寬的聚合物薄膜傾向于在寬度方向上卷曲，夾具不能夠適當地夾持聚合物薄膜的側邊部，因此聚合物薄膜的側邊部可能被夾具折疊。還有，增大薄膜成形速度使得當夾具開始夾持聚合物薄膜時，薄膜溶液的溶劑具有更高的揮發性，因此使得夾具不能適當地夾持聚合物薄膜。特別是，在干燥之前的聚合物薄膜由于高的薄膜成形速度而變得更柔軟，因此夾具可能損壞聚合物薄膜的側邊部。
為了解決夾持不適當的問題，本發明的發明人在日本專利公開文本No.2002-37224中描述了一種薄膜拉伸方法，包括開始時用銷保持聚合物薄膜的側邊部，然后再使用夾具夾持聚合物薄膜。但是這種方法需要同時提供銷和夾具，由此可能使拉幅設備更復雜。此外，如果聚合物薄膜的側邊部發生大的卷曲，即使銷也不能適當地保持聚合物薄膜。

發明內容
本發明的目的之一是提供一種薄膜拉伸設備，該設備能夠在干燥步驟之前適當地進給柔軟的聚合物薄膜，并且不會損壞薄膜的側邊部。
本發明的另一目的是提供一種薄膜拉伸設備，即使在聚合物薄膜的側邊部卷曲的情況下，夾具也能夠適當地夾持聚合物薄膜。
本發明進一步的目的是提供一種溶液薄膜制造方法，利用這樣的薄膜拉伸設備制造聚合物薄膜。
為了實現上述目的，所述薄膜拉伸設備包括連接到一對循環構件的多個夾具，用于夾持聚合物薄膜的兩個側部，并且在驅動循環構件沿薄膜進給方向進給聚合物薄膜時，該薄膜拉伸設備沿著與薄膜進給方向相交叉的方向拉伸聚合物薄膜。所述夾具包括用于夾持聚合物薄膜側邊部的第一夾持件，以及用于夾持聚合物薄膜側部的第二夾持件，該側部位于所述側邊部的內側。
所述第一夾持件在第二夾持件夾持聚合物薄膜的側部之前夾持聚合物薄膜的側邊部。隨后，第一夾持件在第二夾持件夾持聚合物薄膜側部之后釋放聚合物薄膜。
在優選的實施例中，第一夾持件包括連接到夾具體上的卷曲夾持構件。該卷曲夾持構件可在允許聚合物薄膜的側邊部進入夾具體的第一釋放位置和聚合物薄膜側邊部的卷曲被夾持在卷曲夾持構件和夾具體之間的第一夾持位置之間移動。第二夾持件包括與夾具體連接的壓板，該壓板可在允許聚合物薄膜的側部進入夾具體的第二釋放位置以及聚合物薄膜的側部被夾持在壓板和夾具體之間的第二夾持位置之間移動。
上述壓板被第一偏壓構件向第二夾持位置偏壓。壓板與轉換構件嚙合，該轉換構件在夾具移動期間將壓板移動到第二釋放位置。上述卷曲夾持構件被保持在第一夾持位置，并且在夾具移動期間轉換構件嚙合卷曲夾持構件以將卷曲夾持構件移動到第一釋放位置。該轉換構件的位置沿夾具的運動方向是可調整的。
上述夾具可以包括第二偏壓構件、第一嚙合構件以及第二嚙合構件。當壓板在第二釋放位置一側時，第二偏壓構件向第二釋放位置偏壓所述壓板；當壓板在第二夾持位置一側時，第二偏壓構件向第二夾持位置偏壓所述壓板。第一嚙合構件與壓板嚙合，并將壓板從第二釋放位置移動到第二夾持位置。第二嚙合構件與壓板和卷曲夾持構件嚙合，以便分別將卷曲夾持構件和壓板移動到第一及第二釋放位置。第一嚙合構件的位置沿夾具的移動方向是可調的。
這種薄膜拉伸設備可以用在制造聚合物薄膜的溶液薄膜制造方法中，該方法通過向載體澆注聚合物溶液，從載體上剝離聚合物薄膜，并利用薄膜拉伸設備來延展聚合物薄膜；該薄膜拉伸設備具有與一對循環構件相連接的多個夾具，用來夾持聚合物薄膜的兩側部。
循環構件的薄膜進給速度在1.0至1.5倍于載體的薄膜進給速度的范圍內，由此使得來自載體的聚合物薄膜在薄膜拉伸設備的上游區域被沿著薄膜進給方向拉伸。
聚合物薄膜的揮發性組分在拉伸期間為3％到300％的重量比。拉伸之后的聚合物薄膜的寬度為1200mm到2000mm。聚合物薄膜為酰化纖維素薄膜。向聚合物溶液添加的添加劑包括Rth控制劑、紫外線吸收劑、增塑劑、疏水劑和綢面劑(matt agent)中的至少一種。
聚合物薄膜是由多于一種的聚合物溶液形成的多層薄膜，聚合物溶液通過聯合澆注或連續澆注而澆注在載體上。多層薄膜的揮發性組分在拉伸期間的重量比為3％到300％。多層薄膜在40℃到140℃的溫度范圍內被拉伸。
根據本發明，由于第一夾持件夾持聚合物薄膜的側邊部，而第二夾持件夾持聚合物薄膜的側部，該側部位于所述側邊部的內側，這可以確保夾持薄膜時不會發生夾持故障或損壞薄膜邊緣，即使薄膜的側邊部發生卷曲也是如此。此外，由于第一夾持件在第二夾持件夾持聚合物薄膜的側部之前夾持聚合物薄膜的側邊部，這使得在干燥步驟之前不損壞聚合物薄膜而進給柔軟薄膜成為可能。更進一步，第一偏壓構件向第二夾持位置推壓壓板使得將壓板穩定并迅速地設置在第二夾持位置成為可能。


上文所述的目的以及優點，在結合附圖并閱讀下文詳細描述的情況下，將很容易被本領域技術人員所理解。在附圖中圖1是包含了本發明薄膜拉伸設備的溶液薄膜制造設備的示意圖。
圖2是描繪拉幅設備的平面視圖。
圖3是在夾持滑塊夾持薄膜側邊部之前的一對夾具的側視圖；圖4是夾具的側視圖，其中夾持滑塊夾持薄膜的側邊部；圖5是夾具的側視圖，其中壓板夾持聚合物薄膜；圖6是夾具的側視圖，其中夾持滑塊釋放聚合物薄膜的側邊部；圖7是夾具被入口調節構件保持在釋放位置的透視圖；圖8是入口側薄膜釋放構件的截面視圖；圖9是夾具被出口側薄膜釋放構件保持在釋放位置的透視圖；圖10是聯合澆注模的一個實例的部分截面；圖11是聯合澆注模另一實例的前視圖；圖12是連續澆注型澆注模實例的部分截面；圖13是拉幅設備的頂平面視圖，該拉幅設備具有夾具閉合器和包括壓板、夾持桿和螺旋彈簧的夾具；圖14是夾具在其夾持桿夾持薄膜側邊部之前的側視圖；圖15是類似圖14的側視圖，其中夾持桿夾持薄膜的側邊部；圖16是夾具的側視圖，其中夾具的壓板夾持聚合物薄膜；
圖17是壓板和夾持桿的側視圖；圖18是夾具被入口側薄膜釋放構件保持在釋放位置的透視圖；以及圖19是夾具的透視圖，其中出口側薄膜釋放構件將壓板從釋放位置向夾持位置移動。
本發明優選的實施方式[溶劑]任何已知的溶劑均可用于制備涂劑。特別地，優選使用鹵代烴，例如二氯甲烷(二氯甲)，酯(例如乙酸甲酯)，醚，醇(例如甲醇、乙醇，n-丁醇)以及酮(例如丙酮)，但是并不局限于上述物質。上述溶劑的混合物也可以用于制備涂劑，并且拉幅設備可以進給由該混合涂劑形成的聚合物薄膜。
盡管聚合物的種類并不受限，但優選使用酰化纖維素。更優選的是乙酰化作用為59.0％至62.5％的三乙酸纖維素(TAC)作為聚合物。由于使用TAC薄膜，光學薄膜、起偏振片以及液晶板表現出極好的光學性能和尺寸穩定性。
任何已知的添加劑均可包含于涂劑內。例如，添加劑可以是增塑劑(例如磷酸三苯脂(TPP)和磷酸聯苯(BDP))，紫外線吸收劑(例如氧代二苯甲酮(oxybenzophenone)化合物，苯并三唑化合物)，綢面劑，黏滯劑，油凝膠劑(例如環己二胺衍生物cyclohexane diamine derivative)，氟化表面活性劑，剝離劑，抗變質劑(例如抗氧化劑、過氧化物分解劑、抗自由基劑(anti-radical agent)、金屬減活化劑、吸酸劑和胺)，以及Rth控制劑。添加劑并不局限于上面所列舉的物質。Rth控制劑包括Rth發泡劑(risingagent)和Rth還原劑。
上述的添加劑可以與聚合物相混合以制備涂劑。固定攪拌器可用于在聚合物薄膜轉移過程中在線混合添加劑。在本發明中，固化部分表示聚合物及添加劑。可用于本發明的添加劑的詳細資料在日本專利申請No.2003-319673，申請日為2003年9月11日，名稱為“酰化纖維素薄膜以及溶液薄膜制造方法”的專利申請，以及日本專利申請No.2003-319811，申請日為2003年9月11日，名稱為“酰化纖維素薄膜，溶液薄膜制造方法以及薄膜產品”的專利申請中有所披露，有關的詳細資料通過引用包含在本申請中。
附圖1表示溶液薄膜制造設備。按照上文所述方法制備的涂劑12在混合罐11中被馬達(未示出)驅動的攪拌器13攪拌。泵14泵送涂劑12進入過濾裝置15以去除雜質。過濾后的涂劑以穩定流速流入澆注模21。澆注模21位于作為環狀載體構件的轉鼓22上方，轉鼓22由并未示出的驅動設備驅動旋轉。從澆注模21向轉鼓22上澆注涂劑12所形成的澆注液滴23，在轉鼓22上膠化而形成凝膠層24。在通過旋轉轉鼓24而旋轉凝膠層24的同時，凝膠層24被進一步膠化。在剝離位置，凝膠層24被剝離輥25從轉鼓22上剝離，于是形成了薄膜26。薄膜26通過進給輥部分30被進給到拉幅設備31。拉幅設備31沿縱長方向(平行于薄膜26的進給方向A1，參見圖2)拉伸薄膜26，同時調整薄膜26的寬度并且干燥薄膜26。
通過拉幅設備31后的薄膜26被傳送到干燥室33。當干燥室33中的多個進給輥34向下進給薄膜26時，薄膜26被干燥。隨后，薄膜在冷卻室35被冷卻至室溫。經冷卻工序后的薄膜被卷繞在薄膜卷繞機36上以形成卷筒狀薄膜產品。冷卻室35中的冷卻溫度最好是室溫(約為25℃)，但不局限于室溫。例如，冷卻室中的冷卻溫度可以是60℃。
參見圖2，拉幅設備31包括左導軌41、右導軌42和分別由左右導軌41、42引導的一對循環鏈43，44。多個夾具45按標準節距固定在循環鏈43，44上。夾具45夾持薄膜26的側部并沿著導軌41、42移動，從而使薄膜26在平行于薄膜進給方向A1的方向上被拉伸。
循環鏈43，44分別懸掛在主動鏈輪51，52和被動鏈輪53，54之間，從而使循環鏈43由左導軌41引導而循環鏈44由右導軌42引導。主動鏈輪51，52設置在拉幅機入口56一側，由驅動機構(未示出)驅動。被動鏈輪53，54設置在拉幅機出口57一側。在本實施例中，通過相對于薄膜進給方向A1增加導軌41，42之間的距離，薄膜26被橫向拉伸，但導軌41，42的形狀以及其間距并不局限于圖中所描述的情形。例如，導軌41、42可以是互相平行的。在這種情況下，當薄膜26被干燥且橫向收縮時，薄膜26被橫向拉伸。
參見圖3，夾具45包括U形夾具體61、作為第一夾持件的夾持滑塊63、作為第二夾持件的壓板62和導軌底座64。夾持滑塊63設置成把壓板62夾在中間。壓板62安裝在夾具體61的軸61a上，并且可圍繞軸61a旋轉。左側鏈條43和右側鏈條44安裝在導軌底座64中。夾持滑塊63具有滑動部63a和夾持部63b。滑動部63a裝配在夾持部63b之中，可以垂直滑動。螺旋彈簧65設置在滑動部63a和夾持部63b之間。螺旋彈簧65的上端固定于滑動部63a上，下端固定于夾持部63b上，因此滑動部63a和夾持部63b沒有彼此分離。夾具體61的導引銷61b安裝于形成在滑動部63a中的開口63c中，因此，滑動部63a可以垂直滑動到夾具體61。螺旋彈簧66設置在滑動部63a的開口63c中，向上推壓夾持滑塊63。
圖3中，夾持滑塊63并沒有夾持薄膜26的側邊部。圖4中的夾持滑塊63夾持了薄膜26的側邊部。圖3和4中的壓板62沒有夾持薄膜26。圖5中的壓板62夾持了薄膜26，而圖6中的壓板62釋放了薄膜26。
夾持滑塊63可在釋放位置(縮回位置)和夾持位置之間滑動。在釋放位置，夾持部63b被螺旋彈簧66推動而向上滑動以釋放薄膜26。在夾持位置，夾持滑塊63的上端63d被入口側薄膜釋放構件71、72推壓，因此夾持部63b向下滑動以壓住薄膜26的側邊部。壓板62可在夾持位置和釋放位置(縮回位置)之間轉動。壓板62在夾持位置保持垂直。在釋放位置，壓板62的上表面62a受到入口側薄膜釋放構件71、72和出口側薄膜釋放構件73、74的推壓。壓板62由于自重而向夾持位置偏轉。此外，由于螺旋彈簧69作為壓板偏壓構件向夾持位置推壓壓板62，這可以確保將壓板62快速設置到夾持位置。即使軸61a由于熱損壞而阻礙壓板62因自重而轉到夾持位置，壓板62也會由于螺旋彈簧69的作用而穩定地被設置在夾持位置。在薄膜夾持位置PA(參見附圖2)，位于薄膜26側邊部內側的薄膜26的側部，被夾具體61的薄膜支撐表面61c和壓板62的底表面62b所夾持。進給滾輪67在馬達(未示出)的驅動下，沿薄膜進給方向A1向薄膜夾持位置PA進給薄膜26。
導軌底座64具有導軌框架75和導引滾輪76、77和78。左側鏈條43和右側鏈條44安裝在導軌框架75上。導引滾輪76-78在開始接觸驅動鏈輪51、52(參見附圖3)或導軌41、42時旋轉。因此，夾具45被沿著導軌41、42引導而不會脫離鏈輪51、52以及導軌41、42。
參照附圖2和3，在拉幅機入口56附近，分別對應左導軌41和右導軌42設置入口側薄膜釋放構件71、72。在拉幅機出口57附近，分別對應左導軌41和右導軌42設置出口側薄膜釋放構件73、74。薄膜釋放構件71-74將夾具45移動到釋放位置；在釋放位置，壓板62和夾持滑塊63都處于釋放位置。
入口側薄膜釋放構件71、72具有相同的結構，因此本實施例僅描述入口側薄膜釋放構件71的結構。參照附圖7和8，入口側薄膜釋放構件71包括第一楔形部71a、壓板釋放部71b、導引凹槽71c、第二楔形部71d以及推壓部71e。第一楔形部71a首先接觸壓板62的頭部62a并且向著壓板釋放部71b引導壓板62。壓板釋放部71b推動壓板62到釋放位置以釋放薄膜26。導引凹槽71c導引夾持滑塊63的滑動部63a，第二楔形部71d與頭部63d接觸以將夾持滑塊63移動到夾持位置。用來推壓夾持部63b的推壓部71e在夾具移動方向A2上比壓板釋放部71b長，因此夾持滑塊63在壓板62夾持薄膜26之后釋放薄膜26。
出口側薄膜釋放構件73、74具有相同的結構，因此本實施例僅描述出口側薄膜釋放構件73的結構。參照附圖9，出口側薄膜釋放構件73包括楔形部73a，用以導引壓板62的頭部62a；壓板釋放部73b，用以從壓板62釋放薄膜26；以及凹槽部73c，用于使夾持滑塊63通過。
在夾具45到達薄膜夾持位置PA(參見附圖2)之前，入口側薄膜釋放構件71、72推壓壓板62的頭部62a，使得壓板62處于釋放位置，因此薄膜26能夠進入壓板62。另外，入口側薄膜釋放構件71、72壓迫夾持滑塊63的頭部63d使得夾持滑塊向下滑動，從而其夾持部63b壓在薄膜26的側邊部上。夾持部63b對薄膜26的壓力可以通過調整彈簧65的強度來調節。當夾具45通過薄膜夾持位置PA之后，頭部62a被入口調節構件71、72釋放，因此壓板被由釋放位置設置成夾持位置以夾持薄膜26。此后，夾持滑塊63的頭部63d離開入口側薄膜釋放構件71、72，因此夾持滑塊63釋放了薄膜26。
在薄膜釋放位置PB(參見附圖2)，出口側薄膜釋放構件73、74推壓頭部62a，以將壓板62設置到釋放位置。因此，壓板62釋放了薄膜26。為了降低薄膜釋放構件71-74與頭部62a、63d之間的摩擦，調節構件71-74優選由樹脂材料，例如尼龍及縮醛樹脂制成。
如附圖2所示，位置調節器80與入口側薄膜釋放構件71、72相連，用以沿夾具45的移動方向調節入口側薄膜釋放構件71、72的位置。因此，可以調節夾持滑塊63以及壓板62夾持薄膜26的時機。
對溶液薄膜制造設備的操作將作以說明。需要注意的是，使用薄膜拉伸裝置的溶液薄膜制造設備并不局限于附圖1所示的設備。
當涂劑21中的雜質被過濾裝置15去除之后，涂劑12在預定的流速下流到澆注模21。澆注模21澆注涂劑12以形成澆注液滴23，并且澆注液滴23在轉鼓22上膠化而形成凝膠層24。當轉鼓22轉動時，凝膠層24進一步膠化到足夠支撐自身重量。當凝膠層24到達剝離位置，剝離輥25從轉鼓22上剝離凝膠層24，被剝離的薄膜26通過進給部分30被進給到拉幅設備31。在拉幅設備31中，薄膜26由進給滾輪67進給到薄膜夾持位置PA。
夾具45在拉幅機入口處56被設置在釋放位置，用以允許薄膜26進入夾具。此時，夾持滑塊63被螺旋彈簧66設置在釋放位置。此后，夾持滑塊63的頭部63d與入口側薄膜釋放構件71、72的第二楔形部71d、72d相接觸，于是夾持滑塊63向下滑動。當夾持滑塊63的頭部63d與推壓部71e、72e相接觸時，薄膜26的側邊部被夾持在薄膜支撐表面61c和夾持滑塊63的薄膜推壓表面63e之間。
在夾持滑塊63夾持薄膜26之后，薄膜26被進給到薄膜夾持位置PA。在薄膜夾持位置PA，壓板62被從釋放位置轉動到夾持位置以夾持薄膜26。此時，壓板62被螺旋彈簧69設置在夾持位置。在壓板62夾持薄膜26之后，夾持滑塊63與入口側薄膜釋放構件71、72脫離，因此夾持滑塊63由夾持位置向上滑動到釋放位置。
當夾具45因循環鏈43，44的轉動而沿導軌41、42移動時，薄膜26被拉伸。在薄膜釋放位置PB，出口側薄膜釋放構件73、74移動壓板62以釋放被拉伸的薄膜26。隨后，薄膜26由拉伸機出口57被進給到干燥室33。當薄膜26被懸掛并由輥34進給時，薄膜26同時被干燥。此后，薄膜26在冷卻室35內被冷卻到室溫，并被卷繞機36卷繞以形成卷筒狀薄膜產品。
依照拉幅設備31，施壓滑塊63壓緊薄膜26的側邊部并且隨后壓板62夾持薄膜26的側部。由此，可以確保夾持薄膜26時不會發生夾持故障或損壞薄膜邊緣，即使薄膜的側邊部發生卷曲也是如此。此外，由于螺旋彈簧69作為壓板偏壓構件向夾持位置推壓壓板62，這使得將壓板62快速設置到夾持位置成為可能。
盡管在本實施例中作為第二夾持構件的壓板62在作為第一夾持構件的施壓滑塊63之后夾持薄膜26，但施壓滑塊63和壓板62也可以同時夾持薄膜26。
在拉幅設備31中進給薄膜26的進給速度優選是轉鼓22的進給速度的100％到150％。在拉幅設備31中的如此進給速度能夠在進給部分30中沿薄膜進給方向A1拉伸薄膜26。
拉伸之后的薄膜26的寬度優選是1200mm到2000mm，但薄膜26的寬度也可以大于2000mm。根據本發明所述的拉幅設備31對于生產具有15μm到100μm厚度的薄膜26是有效的。
在使用拉幅設備31拉伸薄膜26時，薄膜26的揮發性組分優選為3％到300％的重量比。在拉幅設備31中，優選在40℃到140℃的溫度范圍內拉伸薄膜26。
關于本發明所制得的薄膜，優選是酰化纖維素薄膜(cellulose acylatefilm)，并且更優選是三乙酸纖維素薄膜(cellulose triacetate film)。可制造的薄膜并不局限于它們。任何類型的聚合物均可以使用，只要聚合物能夠作為主要成分或其前體(precursor)可加入到溶劑中制備涂劑。這類聚合物的例子有聚酯，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯-2，6-萘酚；聚烯烴，例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺和聚酰亞胺。在使用聚酰亞胺時，聚酰亞胺薄膜通過澆注聚酰胺酸、加熱和干燥以去除溶劑、交聯前體而制得。當三乙酸纖維素用于制造聚合物薄膜時，可用棉纖維或木漿作為原料。也可混合棉纖維和木漿以制造三乙酸纖維素薄膜。
根據本發明所述的溶液薄膜制造方法能夠制得單層薄膜，也能制得多層薄膜。多層薄膜的制造是通過使用聯合澆注模及連續澆注模。附圖10和11描繪了聯合澆注模的例子，附圖12描繪了連續澆注模的例子。在附圖10-12中，與附圖1中相同的構件使用了相同的附圖標記。此外，為簡化起見，轉鼓22在附圖10-12中示作直線。
在附圖10中，作為聯合澆注模的多路澆注模83包括多個料道80、81、82，分別容納涂劑84、85、86。需要注意的是，提供涂劑84-86的管道在附圖中并未示出。涂劑84-86在匯合處87匯合。澆注模83向轉鼓22上澆注涂劑84-86以形成澆注層88。薄膜26就是通過干燥澆注層88而獲得的。
在附圖11中，描繪了聯合澆注模90的另一個例子。進料套管91設置在聯合澆注模90的上游側。涂劑供應設備(未示出)分別通過供應管91a、91b、91c供應涂劑92、93、94。當涂劑92-94在進料套管91中匯合后，聯合澆注模90向轉鼓22澆注涂劑92-94以形成澆注層95。薄膜26就是通過干燥轉鼓22上的澆注層95而獲得的。
參照附圖12，三個位于轉鼓22上方的澆注模100、101和102組成了連續澆注模。涂劑供應設備(未示出)分別向澆注模100-102提供涂劑103、104、105。每個澆注模100-102分別向轉鼓22澆注涂劑103-105以形成澆注層106。通過干燥轉鼓22上的澆注層106形成薄膜26。
作為薄膜產品的薄膜26可用于光學薄膜，例如起偏振片的保護膜。起偏振片是由保護膜貼在聚乙烯醇制成的偏振膜的前后兩個表面而制得的。薄膜26也可用作光學功能薄膜。例如，將光學補償片貼在薄膜26上而形成光學補償膜。此外，可以通過在薄膜26上形成防眩層來制造防反射片。由于薄膜26具有優良的表面條件，因此可以利用該薄膜產品生產具有優良光學特性的液晶顯示設備。
本發明所述的薄膜制造方法中不太重要的部分在日本專利申請No.2003-319673，申請日為2003年9月11日，名稱為“酰化纖維素薄膜以及溶液薄膜制造方法”，以及日本專利申請No.2003-319811，申請日為2003年9月11日，名稱為“酰化纖維素薄膜，溶液薄膜制造方法以及薄膜產品”中有所披露，有關的詳細資料在此通過引用被合并。
在附圖13-19中描述了本發明另一實施例的拉幅設備111。在附圖13-19中，為了簡化說明，與上文已描述實施例中相同的構件將采用相同的附圖標記。在附圖13中，在拉伸起始位置PC，拉幅設備111開始沿橫向方向拉伸薄膜26。入口側薄膜釋放構件71、72具有沿著主動鏈輪51，52的大致圓形的形狀。
一對夾具閉合器112作為嚙合構件設置在壓板夾持位置PD，該夾持位置PD相對于薄膜進給方向A1位于拉伸起始位置PC的上游。在附圖19中，每個夾具閉合器112位于左右導軌41、42的附近，且具有楔形部112a和夾持部112b。楔形部112a推壓并導引壓板62的頭部62a，而夾持部112b使壓板62保持在夾持位置。夾具閉合器112沿A2方向是可移動的。
夾具115具有一對作為第一夾持件的夾持桿116(參見附圖17、18)。壓板62設置在兩個夾持桿116之間。安裝在夾具體61的固定軸61a上的夾持桿116可以圍繞軸61a旋轉。夾持桿116能夠在以其自重推壓薄膜的夾持位置和釋放薄膜的釋放位置之間旋轉。當其頭部116a受到入口側薄膜釋放構件71、72的楔形部71a、72a及釋放部71b、72b的推壓時，夾持桿116轉向釋放位置。本實施例中的入口側薄膜釋放構件71、72作為嚙合構件。夾具體61具有彈簧夾持件117，其上形成有彈簧掛鉤117a。螺旋彈簧118鉤在壓板62中形成的彈簧掛鉤62c和彈簧夾持件117中形成的彈簧掛鉤117a之間。螺旋彈簧118沿著使底表面62b遠離薄膜支撐表面61c的方向推壓壓板62。
在附圖14中，夾持桿116沒有推壓薄膜26的側邊部。附圖15所示的夾持桿推壓薄膜26的側邊部。附圖14和15所示的壓板62沒有夾持薄膜26，在附圖16中，壓板62夾持著薄膜26。在附圖14-16中，所示出的夾具115的夾持桿116位于循環鏈43一側(左側)，夾具115的壓板62位于另一循環鏈44一側(右側)。
在附圖18中，為使附圖簡化起見，入口側薄膜釋放構件71被描繪為直線形。在拉伸機入口56處，壓板62被保持在釋放位置，并且入口側薄膜釋放構件71、72向釋放位置推壓夾持桿116，因此薄膜26能夠進入夾具115。在薄膜夾持位置PE，夾持桿116離開入口側薄膜釋放構件71、72，并旋轉到夾持位置以便依靠自重推壓薄膜26。然后，薄膜26的側邊部受到薄膜支撐表面61c和薄膜推壓表面116b的推壓。盡管入口調節構件71、72沒有推壓壓板62，壓板62由于螺旋彈簧118的作用而保持在釋放位置。
參照附圖19，薄膜26被夾持桿116擠壓并進給到壓板夾持位置PD。在壓板夾持位置PD，壓板62的頭部62a與夾具閉合器112的楔形部112a接觸。壓板62在楔形部112a的導引下，轉動到夾持位置，壓板62在該夾持位置與夾具閉合器112的夾持部分112b相接觸。在夾持位置，螺旋彈簧118改變推壓壓板62的方向(參見附圖16)，因此即使當壓板62離開夾具閉合器112時，壓板62也被螺旋彈簧118保持在夾持位置。
夾持桿116在薄膜夾持位置PE到壓板夾持位置PD之間壓薄膜26的側邊部，并且薄膜26被壓板62保持在壓板夾持位置PD處。因此，盡管薄膜26柔軟并且尚未完全干燥，當受到壓板62的夾持時薄膜26也不會損壞。此外，由于夾具閉合器112可以沿夾具移動方向A2移動，這使得根據薄膜類型和各種條件調整夾持薄膜26的位置成為可能。
在本發明中可以進行各種變化和修改，并且可以理解這些變化和修改屬于本發明的范圍。
在附圖1所示的溶液薄膜制造設備10中，三乙酸纖維素薄膜由具有如附圖13-19所示夾具115的拉幅設備111制備。在制備三乙酸纖維素薄膜的過程中，使用如附圖10所示的聯合澆注模澆注涂劑。表1列出了涂劑材料(A類和B類)的各種組合。A類涂劑用于制備三乙酸纖維素的芯層，B類涂劑用于制備把芯層夾在中間的表層和底層。控制涂劑的澆注速度以使得被拉幅設備11 1拉伸后的薄膜產品(三乙酸纖維素薄膜)的厚度為40μm。薄膜的成形速度為70m/min，而薄膜的剝離速度(轉鼓22上的薄膜速度)為58m/min。在拉幅設備111中，薄膜26被沿薄膜進給方向拉伸1.2倍，并且沿垂直于薄膜進給方向的橫向方向被拉伸1.5倍。注意，溶劑的種類和比例為二氯甲/甲醇/丁醇(buthanol)＝80/19.2/0.8。薄膜26的表層、芯層和底層的厚度比為4/32/4(μm)。
表1

通過進給部分30的薄膜26的寬度已經被調整，并且在拉幅設備111中被干燥。隨后，在干燥室33內被干燥之后，薄膜26在冷卻室35內被冷卻到室溫。冷卻后的薄膜26被卷繞機36卷繞以獲得薄膜產品。夾具115夾持薄膜的狀態(夾持狀態)、拉伸之后的薄膜破損情況(薄膜破損)、薄膜26側邊部在薄膜拉伸后的后續工序中的穩定性(側邊穩定性)均通過目測檢查。在卷繞薄膜之后，通過目測以及攝像檢查薄膜26的側邊部是否折疊以及薄膜26是否起皺。在表2中列出了檢查的結果。注意，在“夾具類型”一欄中，N表示使用夾持桿116的夾具，O表示不用夾持桿116的夾具。
在表2的“夾持狀態”一欄中，“好”表示夾具115適當地夾持薄膜26，“不好”表示夾具115夾持失敗。在“薄膜損壞”一欄內，“好”表示薄膜26在拉伸后沒有破損，而“不好”則表示薄膜26在拉伸后被發現有破損。在“側邊穩定性”一欄內，“好”表示薄膜26的側邊部在后續工序中穩定，而“不好”表示穩定性不好。
實施例1所生產的薄膜26具有極好的表面條件，其側邊部沒有任何的彎曲、褶皺以及波紋。薄膜26被夾具115適當地夾持。此外，薄膜26在薄膜拉伸之后沒有破損，薄膜26的側邊部在后續工序中穩定。
表2

在附圖1所示的溶液薄膜制造設備10中，使用沒有夾持桿116的拉幅設備111制造三乙酸纖維素薄膜。其他的制造條件與實施例1相同。
根據該比較例，由于拉幅設備111沒有夾持桿，壓板62夾持柔軟且沒有適當干燥的薄膜26。因此發現夾具115未能夾持薄膜26，并且薄膜26在拉伸后損壞。薄膜26在后續工序中表現出不佳的穩定性。
在附圖1所示的溶液薄膜制造設備10中，使用沒有螺旋彈簧118的拉幅設備111制造三乙酸纖維素薄膜。其他的制造條件與實施例1相同。
在該比較例中，由于沒有螺旋彈簧而使得壓板62對薄膜26的夾持力較弱，由此夾具115未能夾持薄膜26，并且發現薄膜26在拉伸后損壞。薄膜26在后續工序中不穩定。
在附圖1所示的溶液薄膜制造設備10中，使用沒有夾持桿116的拉幅設備111制造三乙酸纖維素薄膜。薄膜的成形速度為40m/min。其他的制造條件與實施例1相同。
由于在該比較例中的薄膜成形速度小于實施例1以及比較例1、2，夾具115正確夾持薄膜26，并且薄膜26在拉伸后沒有破損。由于沒有夾持桿116的拉幅設備111不能壓薄膜26的側邊部，薄膜26的側邊部變得卷曲以致薄膜26在后續工序中穩定性不佳。
在實施例1中使用了本發明所述的拉幅設備，薄膜26被適當地夾持并傳送，而且所制得的薄膜26具有極好的表面條件，其側邊沒有彎曲、波紋及褶皺。由實施例1所制得薄膜26在夾具115的薄膜夾持方面、拉伸后的薄膜破損狀況以及后續工序中的側邊穩定性方面均表現出良好的效果。
在附圖1所示的溶液薄膜制造設備10中，使用附圖2-9所示的具有夾具45的拉幅設備31制造三乙酸纖維素薄膜。其他的薄膜制造條件與實施例1相同。薄膜檢測結果與實施例1相同。
權利要求
1.一種薄膜拉伸設備，具有連接到一對循環構件上的多個夾具，用于夾持聚合物薄膜的兩個側部，當驅動循環構件從而沿著薄膜進給方向進給聚合物薄膜時，該薄膜拉伸設備沿著與薄膜進給方向交叉的方向拉伸聚合物薄膜，所述夾具包括第一夾持件，用于夾持聚合物薄膜的側邊部；以及第二夾持件，用于夾持聚合物薄膜的側部，該側部位于所述側邊部的內側。
2.根據權利要求1所述的薄膜拉伸設備，其中的第一夾持件在第二夾持件夾持聚合物薄膜的側部之前夾持聚合物薄膜的側邊部。
3.根據權利要求2所述的薄膜拉伸設備，其中第一夾持件在第二夾持件夾持聚合物薄膜的側部之后釋放聚合物薄膜。
4.根據權利要求1所述的薄膜拉伸設備，進一步包括夾具體，用來支撐聚合物薄膜的側部；其中第一夾持件包括連接到夾具體上的卷曲夾持構件，所述卷曲夾持構件可在允許聚合物薄膜的側邊部進入夾具體的第一釋放位置和聚合物薄膜側邊部的卷曲被夾持在卷曲夾持構件和夾具體之間的第一夾持位置之間移動；其中第二夾持件包括與夾具體連接的壓板，該壓板可在允許聚合物薄膜的側部進入夾具體的第二釋放位置和聚合物薄膜的側部被夾持在壓板和夾具體之間的第二夾持位置之間移動。
5.根據權利要求4所述的薄膜拉伸設備，進一步包括第一偏壓構件，用于朝向第二夾持位置偏壓所述壓板；以及轉換構件，所述轉換構件在夾具移動期間嚙合壓板以使壓板移動到第二釋放位置。
6.根據權利要求5所述的薄膜拉伸設備，其中的卷曲夾持構件被保持在第一夾持位置，并且轉換構件在夾具移動期間嚙合卷曲夾持構件以使卷曲夾持構件移動到第一釋放位置。
7.根據權利要求5所述的薄膜拉伸設備，其中轉換構件的位置沿夾具的運動方向是可調整的。
8.根據權利要求4所述的薄膜拉伸設備，其中夾具進一步包括第二偏壓構件，當壓板在第二釋放位置一側時所述第二偏壓構件朝向第二釋放位置偏壓所述壓板，當壓板在第二夾持位置一側時所述第二偏壓構件朝向第二夾持位置偏壓所述壓板；第一嚙合構件，所述第一嚙合構件與壓板嚙合以使壓板從第二釋放位置移動到第二夾持位置；第二嚙合構件，所述第二嚙合構件與壓板和卷曲夾持構件嚙合，以使卷曲夾持構件和壓板分別向第一及第二釋放位置移動。
9.根據權利要求8所述的薄膜拉伸設備，其中第一嚙合構件的位置沿夾具的移動方向是可調的。
10.一種制造聚合物薄膜的溶液薄膜制造方法，通過向載體澆注聚合物溶液，從載體上剝離聚合物薄膜，并利用薄膜拉伸設備來延展聚合物薄膜；該薄膜拉伸設備具有與一對循環構件相連接的多個夾具，用來夾持聚合物薄膜的兩側部，當驅動循環構件以沿著薄膜進給方向進給聚合物薄膜時，該薄膜拉伸設備沿著與薄膜進給方向交叉的方向拉伸聚合物薄膜，該方法包括以下步驟驅動夾具的第一夾持件，用以夾持聚合物薄膜的兩個側邊部；以及驅動夾具的第二夾持件，用以夾持聚合物薄膜的側部，該側部位于上述側邊部的內側。
11.根據權利要求10所述的溶液薄膜制造方法，其中第一夾持件在第二夾持件夾持聚合物薄膜的側部之前夾持聚合物薄膜的側邊部。
12.根據權利要求11所述的溶液薄膜制造方法，其中第一夾持件在第二夾持件夾持聚合物薄膜的側部之后釋放聚合物薄膜。
13.根據權利要求10所述的溶液薄膜制造方法，其中薄膜拉伸方向是沿薄膜的橫向方向，該方法進一步包括步驟在1.0至1.5倍于載體的薄膜進給速度的范圍內設置循環構件的薄膜進給速度，由此使來自載體的聚合物薄膜在薄膜拉伸設備的上游區域被向著薄膜進給方向拉伸。
14.根據權利要求10所述的溶液薄膜制造方法，其中聚合物薄膜的揮發性組分在拉伸期間為3％到300％的重量比。
15.根據權利要求10所述的溶液薄膜制造方法，其中拉伸之后的聚合物薄膜的寬度為1200mm到2000mm。
16.根據權利要求10所述的溶液薄膜制造方法，其中聚合物薄膜為酰化纖維素薄膜。
17.根據權利要求10所述的溶液薄膜制造方法，其中向聚合物溶液添加的添加劑包括Rth控制劑、紫外線吸收劑、增塑劑、疏水劑和綢面劑中的至少一種。
18.根據權利要求10所述的溶液薄膜制造方法，其中聚合物薄膜是由多于一種的聚合物溶液形成的多層薄膜，上述聚合物溶液通過聯合澆注或連續澆注被澆注在載體上。
19.根據權利要求18所述的溶液薄膜制造方法，其中多層薄膜的揮發性組分在拉伸期間為3％到300％的重量比。
20.根據權利要求18所述的溶液薄膜制造方法，其中多層薄膜在40℃到140℃的溫度范圍內被拉伸。
全文摘要
一種用來夾持薄膜的夾具，具有夾具本體、壓板、施壓滑塊和導軌底座。一對施壓滑塊位于壓板的兩側。螺旋彈簧向上推壓施壓滑塊。在拉幅機的入口處設有一對入口側薄膜釋放構件，用來向下推壓施壓滑塊使其壓在薄膜的兩側邊緣部分上。在薄膜的夾持位置，壓板從釋放位置旋轉至夾持位置以夾持薄膜，并且所述壓板被扭轉彈簧保持在夾持位置。壓板在施壓滑塊夾持薄膜側邊部之后夾持薄膜，因此即使在薄膜的側邊部卷曲的情況下，壓板也能夾持薄膜。
文檔編號B29C55/06GK1603094SQ200410084978
公開日2005年4月6日 申請日期2004年10月8日 優先權日2003年10月1日
發明者山崎英數, 藤本貞信, 新井利直 申請人:富士膠片株式會社