聚酯薄膜及聚酯薄膜的制造方法、偏振片以及图像显示装置的制造方法_4

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81] 〈横向拉伸〉
[0282] 本发明的制造方法优选包含使用具有夹具的拉幅机式拉伸装置,将未拉伸的聚酯 薄膜一边用夹具进行把持一边进行横向拉伸的工序,所述夹具沿着设置于薄膜传送路两侧 的一对轨道行走。
[0283] 作为具有沿着设置于薄膜传送路两侧的一对轨道行走的夹具的拉幅机式拉伸装 置并没有特别限制。一对轨道通常使用一对环状轨道。
[0284] 另外,夹具的含义与把持部件相同。
[0285] 本发明的聚酯薄膜的制造方法中,将挤出后的薄膜进行横向拉伸。将未拉伸的聚 酯薄膜一边沿着薄膜传送路进行传送,一边沿着与薄膜传送方向正交的方向进行横向拉 伸。
[0286] 通过进行拉伸,能够使面内方向的延迟Re较大显现。尤其,为了实现满足后述的 Re、Rth、Re/Rth的范围的聚酯薄膜,至少进行横向拉伸。在其后进行纵向拉伸时,可以在纵 向、横向拉伸倍率中加大横向拉伸的拉伸倍率以不平衡地进行拉伸。
[0287] 拉伸工序中的拉伸温度优选70°C以上且170°C以下,更优选80°C以上且160°C以 下,进一步优选90°C以上且150°C以下。在此所说的拉伸温度是指从拉伸开始至结束为止的 平均温度。
[0288] 在横向拉伸工序中的预热、拉伸、热定型、热松弛及冷却中,作为对聚酯薄膜进行 加热或冷却的温度控制机构,可以举出对聚酯薄膜吹温风或冷风,或者使聚酯薄膜与可控 制温度的金属板的表面接触或通过金属板附近。
[0289] 即,能够通过用夹具把持薄膜的两端并一边进行加热一边扩大夹具间的宽度来实 现。横向拉伸倍率优选为2~5.5倍,更优选为2.5~5倍,尤其优选为3~4.5倍。
[0290]〈热定型、热松弛〉
[0291 ]本发明的制造方法优选包含:热定型工序,在从夹具中释放横向拉伸后的聚酯薄 膜之前,将横向拉伸后的聚酯薄膜加热至拉幅机内的最高温度;及热松弛工序,一边对热定 型工序后的聚酯薄膜进行加热一边缩小一对轨道间距离。
[0292]为了在拉伸之后促进结晶化,优选进行被称作"热定型"的热处理。通过在超过拉 伸温度下进行该热处理来促进结晶化,从而能够提高薄膜的强度。
[0293] 热定型中,体积由于结晶化而收缩。
[0294] 作为热定型的方法,与宽度方向平行地设置多条向拉伸部送出热风的狭缝。能够 通过将从该狭缝中吹出的气体的温度设为高于拉伸部来实现。另外,本发明的制造方法中, 如后述,优选通过加热器对聚酯薄膜的宽度方向的端部进行辐射加热。
[0295] 并且,本发明的制造方法中,在对薄膜进行加热的热风吹出喷嘴的端部侧的所希 望的位置设置一个或多个挡风板而使薄膜端部的冷却缓慢进行,还优选相对于从夹具中释 放横向拉伸后的聚酯薄膜时的薄膜宽度方向中央部的膜面温度,容易将位于在薄膜宽度方 向上与夹具分开200mm的位置上的薄膜端部的膜面温度设为高1~20°C。
[0296] 并且,也可以在拉伸(部)出口附近设置热源(IR加热器、卤素加热器等)来进行升 温。
[0297] 热定型的优选温度优选100°C以上且250°C以下,更优选150°C以上且245°C以下。
[0298] 此时,优选进行热处理的同时进行松弛(使薄膜收缩),优选在TD(横向)、MD(纵向) 中的至少一个方向上进行。
[0299] 就这种松弛而言,例如可以在拉幅机中使用受电弓状的卡盘并缩小受电弓的间 隔,也能够通过使夹具在电磁铁上驱动并降低其速度来实现。
[0300] 从抑制上述擦伤的观点考虑,纵向松弛优选在120°C以上且230°C以下、更优选在 130°C以上且220°C以下、进一步优选在140°C以上且210°C以下进行。通过纵向松弛,还具有 在宽度方向拉伸过程中使Re/Rth上升的效果。这是因为,通过在横向拉伸过程中在纵向上 松弛,促进横向取向,Re容易变大。松弛量从抑制聚酯薄膜产生擦伤的观点考虑,纵向松弛 优选为1 %以上且10 %以下的松弛,更优选为2 %以上且8 %以下,进一步优选为3 %以上且 7%以下。若为该优选范围的下限值以上,则容易显现出上述效果,不易产生擦伤。另一方 面,若为该优选范围的上限值以下,则难以产生松弛,难以与拉伸机接触,不易产生擦伤。
[0301] 横向的松弛温度优选上述热定型温度的范围,可以等于、高于或低于热定型的温 度。
[0302] 横向松弛量也优选与纵向松弛量相同的范围。横向松弛能够通过缩小宽度扩大的 夹具的宽度来实现。
[0303]通过上述拉伸、热定型,能够容易实现本发明的聚酯薄膜的Re、Rth、Re/Rth。即,通 过用这些方法进行拉伸、热定型,容易形成显现彩虹状不均匀减少效果的本发明的聚酯薄 膜。
[0304]另外,本发明的制造方法优选在拉幅机内的进行热定型的区域及进行热松弛的区 域中的至少一个区域中,通过加热器对聚酯薄膜的宽度方向的端部进行辐射加热。若进行 这种辐射加热,则制作的聚酯薄膜的TD方向上的MD热收缩率容易下降,MD热收缩率的分布 容易减小,从而容易制造满足已叙述的式(1)~(4)的薄膜。
[0305]当在热松弛部中对薄膜的TD方向端部进行辐射加热时,可以省略热定型部中的辐 射加热,也可以在热定型部及热松弛部这两个部中进行。
[0306]使用可辐射加热的加热器进行聚酯薄膜的TD方向端部的加热,优选对聚酯薄膜的 TD方向的至少一个端部进行选择性加热。从抑制局部性的MD热收缩的观点考虑,优选对聚 酯薄膜的TD方向的两个端部进行加热。另外,"选择性加热"是指对薄膜端部进行局部性加 热,而不是对聚酯薄膜的包括端部在内的薄膜整体进行加热。
[0307]作为可辐射加热的加热器,例如可以举出红外线加热器,尤其优选使用陶瓷制加 热器(陶瓷加热器)。
[0308]可辐射加热的加热器可以仅使用一个,也可以使用两个以上。
[0309]聚酯薄膜的TD方向端部的加热优选将聚酯薄膜表面与加热器的最短距离设为 10mm以上且300mm以下来进行。
[0310] 若聚酯薄膜表面与加热器的最短距离为10mm以上,则因加热器间距而不易产生温 度偏差,若为300mm以下,则容易对薄膜充分传递辐射热量。
[0311] 加热器表面与薄膜表面的最短距离优选为50mm以上且250mm以下,更优选为80mm 以上且200mm以下。
[0312] 除了调整薄膜表面与加热器表面的距离以外,还可以根据需要调整加热器的表面 温度来对薄膜进行加热。
[0313] 陶瓷制加热器的至少一个表面温度优选为300°C以上且700°C以下。通过表面温度 为300°C以上,容易对薄膜充分传递辐射热量,通过为700°C以下,能够抑制薄膜的过加热。
[0314] 陶瓷制加热器的表面温度更优选为400°C以上且650°C以下,进一步优选为450°C 以上且650°C以下。
[0315] 陶瓷制加热器优选由格子状金属罩覆盖。通过加热器由格子状金属罩覆盖,能够 防止被撕破的薄膜与加热器冲撞而导致加热器破损。构成罩的金属并没有特别限制,例如 可以举出SUS304等不锈钢等。
[0316] 并且,在进行辐射加热时,优选使薄膜TD方向上的温度偏差缩小至0.7°C以上且 3.0°C以下的范围,由此能够将薄膜宽度方向上的结晶度的偏差减小至0.5%以上~3.0% 以下的范围。如此一来,宽度方向上的松弛差减小,裂纹的产生得到抑制,并且能够进一步 提尚耐水解性。
[0317] 聚酯薄膜的MD方向的长度分布容易依赖于进行横向拉伸的拉伸装置的出口附近 的冷却方式。一般,薄膜的MD方向的长度具有被骤冷的部位变长且被缓冷的部位变短的倾 向。认为这基于以下原因。薄膜通过冷却而收缩(与热膨胀相反的现象),但认为若被骤冷则 收缩的时间较少,因此薄膜不会充分收缩,其结果,MD方向的薄膜长度变长。相反,认为薄膜 若被缓冷,则充分收缩,因此MD方向的薄膜长度变短。
[0318] 拉伸装置的把持部件的温度为100°C~150°C左右,与拉伸装置的冷却温度(一般 是常温~100°C左右)相比,其为比较高的温度。因此,在拉伸装置的冷却部中,由于把持部 件的温度较高,薄膜端部的温度相反变得较高,与薄膜中央部的冷却状况相比,具有薄膜端 部被缓冷的倾向。由此,与薄膜中央部相比,薄膜端部的MD方向的薄膜长度容易变短。
[0319] 在现有的聚酯薄膜中,由于产生上述MD方向的薄膜长度分布(圆弧),因此与薄膜 端部相比,薄膜中央部的MD热收缩率较小,具有成为MD方向的薄膜长度较大的薄膜的倾向。 [0320]如此一来,薄膜中央部不仅未加热前的原来的MD方向的薄膜长度较长,而且在加 热传送时更难以收缩,因此变得更长,产生松弛而形成划痕以及褶皱,从而在后工序中薄膜 容易断裂。
[0321]另外,根据日本特开2001-191406号公报所示的方法,在对聚酯薄膜进行横向拉伸 之后,进一步在线进行热松弛处理。此时,在热松弛处理中薄膜容易产生裂纹及褶皱,热松 弛处理后的薄膜也容易成为如下状态的形状:与TD方向端部相比,薄膜的TD方向中央部的 MD热收缩率较小,MD方向的薄膜长度较长。因此,通过日本特开2001-191406号公报所示的 方法得到的聚酯薄膜不满足本发明中的式(1)~(4)的要件。
[0322] 相对于此,根据本发明的聚酯薄膜的制造方法的优选的第1方式,在拉幅机内的进 行热定型的区域及进行热松弛的区域中的至少一个区域中,通过加热器对聚酯薄膜的宽度 方向的端部进行辐射加热。此时,优选将加热器的表面与聚酯薄膜的表面的最短距离设为 10mm以上且300mm以下。由此,薄膜端部的MD热收缩率下降,接近薄膜中央部的MD热收缩率 的值,从而TD方向上的MD热收缩率的平衡会保持均衡。其结果,薄膜长度分布(圆弧)的课题 得以解决,所得到的聚酯薄膜满足式(1)~(4)。
[0323] 在将薄膜进行加热传送时,认为薄膜产生薄膜断裂是因为薄膜局部性变长而松 弛。
[0324] 本发明的聚酯薄膜的制造方法的优选的第1方式为如下方法:通过加大偏振片加 工工序以及涂布工序等后工序中加热传送之前的TD方向的薄膜长度较长的部位(圆弧较大 的部位)的MD热收缩率、相反较短的部位则减小热收缩率而使原本较长的部位选择性收缩, 由此消除局部性的长度偏差,改善所得到的聚酯薄膜的圆弧,从而能够使偏振片加工工序 以及涂布工序等后工序中的薄膜断裂极少。
[0325] 本发明的制造方法中,用加热器加热的聚酯薄膜的端部的宽度方向的范围相对于 加热部分中的聚酯薄膜的总宽,两端合计优选为10~60%的范围,更优选为20~50%的范 围,尤其优选为30~50%的范围。
[0326 ]热松弛部中的聚酯薄膜的TD方向端部的选择性辐射加热只要用与热定型部中的 聚酯薄膜的TD方向端部的选择性辐射加热相同的方法进行即可,加热温度的数值范围及优 选方式也相同。
[0327] 本发明中,优选在热定型部及热松弛部中的至少一个部中对聚酯薄膜端部进行辐 射加热,另外,也可以在预热部或拉伸部、或预热部及拉伸部这两个部中进行薄膜端部的选 择性辐射加热。
[0328] 〈冷却〉
[0329] 本发明的制造方法优选包含在从夹具中释放热定型后的聚酯薄膜之前对热定型 后的聚酯薄膜进行冷却的工序。拉伸后,从容易降低从夹具中释放横向拉伸后的聚酯薄膜 时的夹具的温度的观点考虑,优选热定型后的聚酯薄膜在从夹具中释放之前进行冷却。 [0330]作为热定型后的聚酯薄膜的冷却温度,优选80°C以下,更优选70°C以下,尤其优选 60°C以下。
[0331]作为对热定型后的聚酯薄膜进行冷却的方法,具体可以举出对聚酯薄膜吹冷风的 方法。
[0332]〈从夹具中释放薄膜〉
[0333] 本发明的制造方法中,从夹具中释放横向拉伸后的聚酯薄膜。
[0334] 从圆弧不会变得过大且后工序中薄膜不易断裂的观点考虑,优选相对于从夹具中 释放横向拉伸后的聚酯薄膜时(即,聚酯薄膜从把持部件脱离时)的薄膜宽度方向中央部的 膜面温度,将位于在薄膜宽度方向上与夹具分开200mm的位置上的薄膜端部的膜面温度设 为高1~20°C。
[0335] 更优选相对于从夹具中释放横向拉伸后的聚酯薄膜时的薄膜宽度方向中央部的 膜面温度,将位于在薄膜宽度方向上与夹具分开200mm的位置上的薄膜端部的膜面温度设 为高2~15°C,进一步优选设为高2~10°C。
[0336] 就聚酯薄膜的MD方向的薄膜长度而言,TD方向上的薄膜端部中,优选将MD热收缩 率较大的一侧的端部(图1中,S1侧)处的MD方向的薄膜长度设为长于中央部(图1中,直线Y1 侧)。
[0337] 因此,优选相对于从夹具中释放横向拉伸后的聚酯薄膜时的薄膜宽度方向中央部 的膜面温度,将位于在薄膜宽度方向上与夹具分开200mm的位置上的薄膜端部的膜面温度 设为高1°C~20°C。
[0338] 聚酯薄膜即使在拉伸装置中把持于把持部件的状态下也容易沿MD方向收缩,但从 把持部件脱离的状态更容易成为从张力的张紧中解脱的状态,因此具有进一步收缩的倾 向。因此,优选通过将聚酯薄膜从把持部件中脱离时的薄膜温度设为TD方向的中央部的温 度高于TD方向的端部的温度,使TD方向的薄膜中央部选择性收缩,从而使TD方向的薄膜长 度成为TD方向的中央部的长度小于TD方向的端部的长度。
[0339]通过聚酯薄膜从把持部件脱离时的聚酯薄膜的表面的温度为40°C以上,TD方向的 薄膜端部不易变得长于TD方向的薄膜中央部,所得到的聚酯薄膜的CCT容易满足上述式(2)。 另一方面,通过聚酯薄膜从把持部件脱离时的聚酯薄膜的表面的温度为140°C以下,所得到 的聚酯薄膜的Cct容易满足上述式(2)。
[0340]聚酯薄膜从把持部件脱离时的聚酯薄膜的表面的温度优选控制在40~140°C的范 围。聚酯薄膜从把持部件脱离时的聚酯薄膜的表面的温度更优选为50°C以上且120°C以下, 进一步优选为60°C以上且100°C以下。
[0341]制膜完成后(上述横向拉伸及从夹具中释放的工序后)的聚酯薄膜的厚度优选20 ~150μηι,更优选30~130μηι,进一步优选35~ΙΙΟμπι以下。优选设为该范围的原因与优选将 本发明的聚酯薄膜的膜厚设为该范围的原因相同。
[0342]〈薄膜的回收、切割、卷取〉
[0343]上述横向拉伸及从夹具中释放的工序结束之后,根据需要对薄膜进行修整、切割、 厚度加工并为了回收而进行卷取。
[0344] 本发明的制造方法中,从有效地确保薄膜产品宽度且防止装置尺寸过大的观点考 虑,从夹具中释放之后的薄膜宽度优选为0.8~6m,更优选为1~5m,尤其优选为1~4m。要求 精度的光学用薄膜通常以小于3m进行制膜,但本发明中优选以如上所述的宽度进行制膜。
[0345] 并且,可以将宽幅制膜的薄膜切割成优选2条以上且6条以下、更优选2条以上且5 条以下、进一步优选3条以上且4条以下之后进行卷取。
[0346] 另外,当以任意宽度修整薄膜的端部时或制膜后切割成任意条数时,修整或切割 后的薄膜宽度相当于本发明的聚酯薄膜的薄膜宽度W,优选满足式(3)。
[0347] 并且,优选在分割后对两端进行厚度加工(赋予滚花)。
[0348] 优选卷取是在直径70mm以上且600mm以下的卷芯上卷绕1000m以上且10000m以下。 薄膜的每单位剖面积的卷取张力优选为3~30kgf/cm 2,更优选为5~25kgf/cm2,进一步优选 为7~20kgf/cm2。并且,卷取的薄膜的厚度与日本专利4962661号的[0049]相同。并且,还优 选在卷取之前贴合掩蔽膜。
[0349] [偏振片]
[0350] 本发明的聚酯薄膜能够用作偏振片保护膜。
[0351] 本发明的偏振片包含具有偏振性能的偏振器及本发明的聚酯薄膜。本发明的偏振 片除了本发明的聚酯薄膜以外,可以进一步包含纤维素酰化物膜等偏振片保护膜。
[0352] 偏振片的形状不仅包含切割为能够直接组装于液晶显示装置的大小的薄膜片方 式的偏振片,还包含通过连续生产制作成长条状并卷绕成卷状的方式(例如,卷长2500m以 上或3900m以上的方式)的偏振片。为了使用于大画面液晶显示装置,偏振片的宽度优选设 为1470mm以上。
[0353] 如W02011/162198号公报的[0025]中所记载,能够通过贴合由PVA构成的偏振器和 本发明的聚酯薄膜来制备偏振片。此时,优选使上述易粘接层与PVA接触。另外,如W02011/ 162198号公报的[0024]中所记载,还优选与具有延迟的保护膜进行组合。
[0354] [图像显示装置]
[0355] 本发明的聚酯薄膜能够使用于图像显示装置,且能够将包含本发明的聚酯薄膜的 偏振片用作图像显示装置的偏振片。
[0356] 本发明的图像显示装置具备本发明的聚酯薄膜或本发明的偏振片。
[0357] 作为图像显示装置,可以举出液晶显示器(IXD)、等离子体显示器(PDP)、电致发光 显示器(0ELD或IELD)、场发射显示器(FED)、触摸面板、电子纸等。优选这些图像显示装置在 图像显示面板的显示画面侧具备本发明的偏振片。
[0358]作为将偏振片贴合于液晶显示装置等图像显示装置的方法,可以利用公知的方 法。并且,也可以利用辊对面板制法,这在提高生产率、成品率这点上优选。辊对面板制法记 载于日本特开2011-48381号公报、日本特开2009-175653号公报、日本专利4628488号公报、 日本专利4729647号公报、W02012/014602号、W02012/014571号等中,但并不限定于这些。 [0359]图像显示装置中,光源优选使用具有连续的发光光谱的光源。
[0360] 这是因为如W02011/162198号公报的[0019]~[0020]中所记载那样,容易消除彩 虹状不均匀。
[0361] 作为图像显示装置
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