TWI499550B - 聚合物薄膜捲繞方法及單元 - Google Patents
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Description
本發明關於一種用於捲繞聚合物薄膜之方法及單元。
作為液晶顯示裝置(LCD)等之偏光片用保護膜的聚合物薄膜普遍地藉溶液流延法製造。在藉溶液流延法製造聚合物薄膜之薄膜生產線中,例如將如乙酸纖維素之聚合物與添加劑(如塑性劑、UV吸收劑及潤滑劑)一起溶於溶劑中形成塗布液。將塗布液流延至作為循環撐體之圓筒或帶上。在硬化到足以具有自撐性質時,將塗布液自圓筒或帶剝除成為軟膜。然後在以傳送輥輸送時將經剝除軟膜藉熱氣乾燥形成聚合物薄膜(以下稱為薄膜)。
薄膜係自薄膜生產線連續地傳送至配置於下游側之薄膜捲繞單元。在薄膜捲繞單元中,將薄膜圍繞樹脂、金屬、木頭、紙板等製成之圓柱形核捲繞。薄膜之捲繞長度依目的、裝設容量等由數百米至數千米。將薄膜以成捆方式捲繞成薄膜捆。將薄膜捆適當地包裝成最終產物。在薄膜捲繞單元中將薄膜之捲繞速度隨薄膜生產線之生產力增加而變快時,在某些情形,空氣可能隨薄膜夾帶至膜捆中。在空氣被夾帶至膜捆中時,其製造其中薄膜間空間由於夾帶空氣而不固定之膜捆。因而在膜捆中發生具黑線之局部變形(以下簡稱為黑線缺陷)。
為了防止此黑線缺陷,已知以下方法(例如參見日本專利公開公告第2002-220143號)。依照此方法,其依薄
膜之捲繞速度、薄膜厚度、膜捆之捲繞半徑等對捲繞膜捆之薄膜施加捲繞張力。此外壓輥(如裝設輥)按預定壓力壓迫膜捆之週邊表面。因而其可強制去除捲繞薄膜時夾帶之空氣,此外可防止由於空氣夾帶造成之生產品質降低。此外已知一種其中為了防止膜捆在其寬度方向之捲繞偏差之目的,預先對薄膜側緣提供滾紋且將薄膜圍繞核捲繞之方法(例如參見日本專利公開公告第2002-255409號)。
依照日本專利早期公開第2002-255409號,其將具有提供滾紋之側緣的薄膜在壓迫核時圍繞核連續地捲繞。隨薄膜圍繞核捲繞而彼此堆疊時,具滾紋之薄膜側緣與無滾紋薄膜之產物部分間的小厚度差造成沿膜捆之圓周方向擴大之段差。此段差出現於膜捆之外週邊表面上薄膜寬度方向之側緣附近。隨著將薄膜壓迫及圍繞其中出現此段差之膜捆捲繞,其在圍繞膜捆捲繞之薄膜上發生由於段差造成之局部應力。此應力造成薄膜側緣之內部區域按薄膜寬度方向朝向其產物部分伸長(以下稱為側緣伸長)。此外為了防止側緣伸長之目的,其亦可降低捲繞張力或壓輥施加之壓力,然而在此情形發生由於空氣夾帶造成之捲繞偏差及產物品質降低。
鑒於以上,本發明之一個目的為提供一種用於捲繞聚合物薄膜之方法及單元,其不僅可防止捲繞偏差與在聚合物薄膜上發生黑線缺陷,亦可防止聚合物薄膜之側緣伸長發生。
為了達成以上及其他目的,依照本發明提供一種用於在將聚合物薄膜壓迫核時圍繞核捲繞長聚合物薄膜之聚合物薄膜捲繞單元,其中聚合物薄膜寬度方向之側緣接受滾紋程序。此聚合物薄膜捲繞單元包括:一種用於將空氣吹向圍繞核捲繞之聚合物薄膜的空氣吹送裝置,聚合物薄膜因空氣吹送而壓迫核;一種用於調整吹送空氣之聚合物薄膜區域的寬度Lp之調整裝置,聚合物薄膜具有寬度La;及一種用於控制調整裝置以隨圍繞核捲繞之聚合物薄膜的捲繞量增加而降低Lp/La值之控制裝置。
控制裝置較佳為控制調整裝置使得在開始將聚合物薄膜圍繞核而捲繞時,Lp/La值大約為1,及在結束將聚合物薄膜圍繞核而捲繞時,Lp/La值為0.9至0.99之範圍。
調整裝置較佳為包括一對提供於空氣吹送裝置與聚合物薄膜間之空氣遮蔽構件,及一種用於在空氣遮蔽位置與容許位置間將空氣遮蔽構件對按聚合物薄膜之寬度方向移動的移動機構。空氣遮蔽位置係用於遮蔽空氣流向聚合物薄膜寬度方向之側端。容許位置係用於容許流向聚合物薄膜之空氣通過。使空氣遮蔽構件對移動之移動機構係藉控制裝置控制使得空氣遮蔽構件對間之距離隨捲繞量增加而減小。此外調整裝置較佳為包括:一對各具有用於導引空氣朝向預定方向之轉軸與引導表面的引導構件,引導構件對各可在引導位置與收回位置間圍繞轉軸轉動,使得在引導位置處之引導構件對引導空氣流向聚合物薄膜寬度方向之側端至相對寬度方向側端較接近聚合物薄膜中央部分之
區域,而且在收回位置處之引導構件對自引導位置收回;及一種用於調整在引導位置處之引導構件的引導表面與在收回位置處之引導構件的引導表面形成之角度θ的角度調整機構。角度調整機構係藉控制裝置控制使得角度θ隨捲繞量增加而增加。此外空氣吹送裝置較佳為包括一種具有氣孔如沿寬度方向延伸之縫的空氣通路,及一種用於組成空氣通路之一對內壁表面的內壁表面構件,內壁表面對係沿垂直寬度方向之方向延伸。調整裝置較佳為包括一種用於將內壁表面構件按寬度方向移動之移動機構。用於將內壁表面構件移動之移動機構較佳為藉控制裝置控制使得內壁表面對間之距離隨捲繞量增加而減小。
較佳為聚合物薄膜捲繞單元進一步包括一種用於將空氣吹送裝置與核之至少之一者移動,使得在圍繞核捲繞時之聚合物薄膜表面與配置於空氣吹送裝置處之氣孔間距離大約固定在5至15毫米之範圍內的移動機構。
此外依照本發明提供一種用於在將聚合物薄膜壓迫核時圍繞核捲繞長聚合物薄膜之聚合物薄膜捲繞方法,其中聚合物薄膜寬度方向之側緣接受滾紋程序。此捲繞方法包括以下步驟:將空氣吹向圍繞核捲繞之聚合物薄膜,聚合物薄膜因空氣吹送而壓迫核;及調整吹送空氣之聚合物薄膜區域的寬度Lp,聚合物薄膜具有寬度La,使得Lp/La值隨圍繞核捲繞之聚合物薄膜的捲繞量增加而減小。
依照本發明將側緣提供滾紋之長聚合物薄膜壓迫核而圍繞核捲繞。將聚合物薄膜之寬度以La表示,及將吹送空
氣之聚合物薄膜區域的寬度以Lp表示。在聚合物薄膜之捲繞期間實行調整使得Lp/La值隨圍繞核捲繞之聚合物薄膜的捲繞量增加而減小。因而其可防止聚合物薄膜之側緣伸長及捲繞偏差而以成捆方式捲繞聚合物薄膜。
以下詳述本發明之較佳具體實施例。然而本發明不受其限制。
如第1圖所示,捲繞單元10係配置於薄膜生產線12之下游側。滾紋輥14與邊緣切割裝置15依序位於薄膜生產線12與捲繞單元10間之上游側。薄膜生產線12如下製造長薄膜16。將含三乙醯纖維素(TAC)作為聚合物與溶劑之塗布液流延至撐體上形成流延薄膜。將流延薄膜自撐體剝除。將溶劑自流延薄膜蒸發。將薄膜生產線12製造之薄膜16經滾紋輥14與邊緣切割裝置15送至捲繞單元10。
如第2及3圖所示,滾紋輥14藉壓印等按長薄膜16之寬度方向在兩個側緣16a上形成多個微突起18。突起18之滾紋高度係以Hn表示。突起18具有例如截斷圓錐形。產物部分16b為側緣16a以外之一部分薄膜16。滾紋高度Hn為突起18頂部與產物部分16b表面間按薄膜16之厚度方向的高度。突起18之形狀不限於截斷圓錐。其可以採用如截斷金字塔與圓丘之各種形狀作為突起18之形狀使得在按水平方向觀看時薄膜16表面如波形,及按正交線觀看如格形而出現。
按薄膜16之寬度方向A,其上提供突起18之側緣16a
的寬度Lm較佳為3至50毫米之範圍,而且更佳為5至30毫米之範圍。通常突起18之直徑D1較佳為50至1000微米之範圍,而且更佳為100至300微米之範圍。突起18之滾紋高度Hn較佳為1至100微米之範圍,而且更佳為3至30微米之範圍。形成於側緣16a上之突起18的密度較佳為20至1000/平方公分之範圍,而且更佳為50至200/平方公分之範圍。
第1圖所示之邊緣切割裝置15切除薄膜16之側端的不必要部分。壓碎機連接邊緣切割裝置15。將邊緣切割裝置15切除之兩個側端藉吹送空氣送至壓碎機,及在其中壓碎成片,而再用於製備塗布液等。
如第4圖所示,捲繞單元10主要由轉臂21、以可轉動方式夾持轉臂21之夾持基座22、固定於轉臂21之各端的核23、馬達24、脈衝產生器26、用於測量張力之輥(以下稱為張力測量輥)27、引導輥28、擺動輥29、擺動機構30、張力測量感應器31、空氣吹送機構32、與控制裝置33。
捲繞單元10將薄膜生產線12製造之薄膜16以成捆方式圍繞轉臂21可轉動地夾持之核23連續地捲繞形成膜捆36。在膜捆36之捲繞半徑(捲繞厚度)R1達到預定長度時,其藉薄膜切割器(未示)等在預定位置處切割薄膜16。捲繞單元10亦提供用於造成如此切除之薄膜16前端接觸及包圍固定於轉臂21前端之空核23的未示包覆裝置。轉臂21在捲繞位置處轉動預定程度而固定核23,薄膜16
前端圍繞其而包覆。反之,將薄膜16圍繞其捲繞之膜捆36完全固定於移除位置。在移除位置處將膜捆36與核23一起移除,然後將空核23固定於轉臂21前端。
馬達24造成固定於捲繞位置處之核23轉動。在圖式中核23順時鐘轉動時,薄膜16圍繞核23捲繞成膜捆36。未示之馬達驅動器等控制馬達24捲繞薄膜16之捲繞速度。
脈衝產生器26連接配置於薄膜輸送路徑中之傳送輥37之一,及將傳送輥37之轉動出現與轉動時間點轉化成脈衝信號。應注意,此時間點為轉動結束時,即在將新核23固定於轉臂21末端時。將脈衝信號送至控制裝置33。控制裝置33將脈衝信號之脈衝數量計數,然後計算薄膜16圍繞核23之捲繞量以基於捲繞量之計算結果計算膜捆36之捲繞半徑R1。
張力測量輥27與引導輥28係按薄膜16之輸送方向配置於傳送輥37之上游側。在圖式中擺動輥29係在張力測量輥27與引導輥28之間按垂直方向以可移動方式藉擺動機構30夾持。將張力測量感應器31連接張力測量輥27。張力測量感應器31偵測對圍繞膜捆36捲繞之薄膜16施加之捲繞張力程度。擺動機構30藉由調整對擺動輥29施加之重量而調整捲繞薄膜16時之捲繞張力程度。
在此情況,在對薄膜16施加之捲繞張力太強的情形,膜捆36之捲繞壓力變強,因而薄膜上發生黑線缺陷與捲繞皺紋。相反地,在對薄膜16施加之捲繞張力太弱的情形,
膜捆36之捲繞壓力變弱,因而在膜捆36之寬度方向發生捲繞偏差。關於以上,控制裝置33基於來自張力測量感應器31之偵測信號控制擺動機構30,使得對薄膜16施加之捲繞張力在對應薄膜16之捲繞速度及厚度的預定範圍內。
此外控制裝置33控制擺動機構30以隨膜捆36之捲繞半徑R1增加而降低對薄膜16施加之捲繞張力。因而可防止額外捲繞張力造成之黑線缺陷與捲繞皺紋發生而捲繞薄膜16。
空氣吹送機構32在將薄膜16圍繞膜捆36捲繞時將空氣吹向薄膜16表面。藉空氣吹送可將薄膜16以預定壓力壓迫核23或膜捆36,及以未接觸方式強制去除捲繞時夾帶之空氣而將薄膜16圍繞核23或膜捆36捲繞。因此將空氣吹送機構32配置於薄膜16圍繞膜捆36捲繞之捲繞起始位置PR附近。
空氣吹送機構32係由空氣噴嘴40、吹風機42、第一移動機構43、與離子產生器45組成。吹風機42係經氣管41連接空氣噴嘴40。第一移動機構43將空氣噴嘴40移動。離子產生器45係配置於空氣噴嘴40中且產生離子。應注意,雖然圖式中未示,氣管41之中游提供用於控制空氣吹送之自動閥、用於調整空氣濕度(露點)之除濕器、用於調整空氣溫度之熱交換器等。
控制裝置33控制作為吹送空氣來源之吹風機42使得吹風機42按預定壓力產生空氣。吹風機42產生之空氣以固定空氣壓力(吹送壓力)按縫40a之寬度方向經氣管41
等通過空氣噴嘴40之縫40a在捲繞起始位置PR附近吹向薄膜16之週邊表面。因而可以未接觸方式去除膜捆36夾帶之空氣,使得膜捆36之捲繞半徑R1沿膜捆36之圓周方向固定。
控制裝置33控制第一移動機構43使得第一移動機構43隨捲繞半徑R1增加而將空氣噴嘴40移動,以將縫40a與薄膜16表面間之保持距離。第一移動機構43可為任何機構,只要其可將空氣噴嘴40移動。
離子產生器45包括多個針型電極(未示)。控制裝置33控制離子產生器45使得對針型電極施加高壓電以游離電極附近之空氣。因而可將含離子空氣吹向薄膜16表面。雖然圍繞膜捆36捲繞之薄膜16在薄膜輸送路徑上之輸送期間可能滑動接觸多個傳送輥而帶電,其可藉由吹送含離子空氣使得薄膜16之電荷量降低而自薄膜16消除靜電。結果可防止由於靜電歸因於外來物質之損壞。應注意,離子產生器45可為任何產生器,只要其可產生離子(即游離空氣)。在薄膜16之電荷量極少之情形,其可省略離子產生器45而將正常空氣吹向薄膜16。
如第5及6圖所示,空氣噴嘴40具有經其輸送空氣之縫40a。空氣噴嘴40係配置使得縫40a面對圍繞膜捆36捲繞之薄膜16。在縫40a與薄膜16之間,將空氣遮蔽構件50配置於薄膜16之一個側緣附近且將空氣遮蔽構件51配置於薄膜16之另一側緣附近。空氣遮蔽構件50與51遮蔽經縫40a供應之空氣。
空氣遮蔽構件50與51係以可移動方式配置於容許位置(參見第5A圖)與空氣遮蔽位置(參見第5B圖)之間。位於容許位置處之空氣遮蔽構件50與51使經縫40a供應之空氣通過朝向薄膜16。位於空氣遮蔽位置處之空氣遮蔽構件50與51遮蔽經縫40a供應之空氣朝向薄膜16之寬度方向A的各側端。在此薄膜16之寬度方向A的各側端可為全部側緣16a、或一部分側緣16a(如各側緣16a按其寬度方向A之外側)。此外除了側緣16a,薄膜16之寬度方向A的各側端可包括一部分產物部分16b。控制裝置33控制第二移動機構53使得第二移動機構53在容許位置與空氣遮蔽位置之間將空氣遮蔽構件50與51移動。控制裝置33造成第二移動機構53將Lp/La值調整在預定範圍內,其中La為薄膜16之寬度,及Lp為吹送經縫40a供應之空氣的薄膜16區域之寬度,以有效地將薄膜16壓迫在膜捆36上。控制裝置33可依捲繞半徑R1之增加量調整Lp/La值之降低量,或者自開始捲繞薄膜16即以預定速率降低Lp/La值。
其次敘述以上具體實施例之操作。如第1圖所示,在薄膜生產線12中,薄膜16係藉溶液流延法製造且送至滾紋輥14。滾紋輥14對薄膜16之側緣16a(參見第2圖)提供預定滾紋。邊緣切割裝置15切除具有滾紋之側緣16a以外的薄膜16之各側端的不必要部分。將經切除各側端之不必要部分的薄膜16送至捲繞單元10。
如第4圖所示,其在捲繞單元10中將核23固定於轉
臂21之各端。藉未示包覆裝置使薄膜生產線12製造之薄膜16的前端接觸及包覆核23。然後控制裝置33驅動第一移動機構43以將空氣噴嘴40移動至預定位置。此外控制裝置33驅動離子產生器45而將空氣噴嘴40內部之空氣游離,及進一步驅動擺動機構30使得開始捲繞薄膜16時之捲繞張力變成預定值。然後控制裝置33驅動馬達24以按預定捲繞速度開始捲繞薄膜16。捲繞張力可依製造條件任意地決定。在薄膜16之捲繞速度大約為100米/分鐘時,薄膜16之薄膜厚度大約為80微米,薄膜寬度為1340毫米,及總捲繞長度為4000毫米,例如開始捲繞薄膜16時之捲繞張力較佳為設成410牛頓,及結束捲繞薄膜16時之捲繞張力較佳為設成350牛頓。
在開始捲繞薄膜16後,控制裝置33基於自脈衝產生器26傳送之脈衝信號計算膜捆36之捲繞半徑R1。然後控制裝置33驅動第一移動機構43使得基於捲繞半徑R1將縫40a與膜捆36週邊表面間之距離D2保持成預定範圍內之大約固定值。距離D2較佳為3至30毫米之範圍,而且更佳為5至15毫米之範圍。
在膜捆36之捲繞半徑R1達到預定值且結束捲繞薄膜16時,控制裝置33停止驅動吹風機42且驅動第一移動機構43收回空氣噴嘴40至預定位置。其次使用薄膜切割器(未示)在預定位置處切除薄膜16。在切除薄膜16時,藉未示包覆裝置使如此切除之薄膜16前端接觸且包覆固定於轉臂21前端之空核23。使轉臂21轉動預定程度而將
核23固定於捲繞位置且將被薄膜16完全圍繞之膜捆36固定於移除位置。在移除位置處移除膜捆36後將空核23固定於轉臂21末端。
其次詳述圍繞核23或膜捆36捲繞時之薄膜16。如第5A圖所示,在開始捲繞薄膜16時,控制裝置33控制第二移動機構53使得空氣遮蔽構件50與51位於容許位置。因而寬度La與寬度Lp彼此大約相等。此外控制裝置33驅動吹風機42以按預定壓力產生空氣且將含離子空氣以2至10kPa之壓力吹向圍繞膜捆36之薄膜16的捲繞起始位置PR表面。因而將薄膜16壓迫核23或膜捆36而圍繞核23或膜捆36捲繞。其較佳為在開始捲繞薄膜16時,將空氣吹送至薄膜16。由於將含離子空氣吹至薄膜16,其可不必使用裝設輥而以未接觸方式去除膜捆36夾帶之空氣。另外可同時消除薄膜16之靜電。
隨著將薄膜16圍繞膜捆36連續地捲繞,其在圍繞膜捆36週邊表面捲繞之薄膜16上出現高度H之段差55,如第7圖所示。段差55係沿圍繞膜捆36週邊表面捲繞之薄膜16的圓周方向延伸。段差55出現在距膜捆36各側為長度Le之位置。即長度Le為膜捆36週邊與出現段差55之位置間的距離。長度Le歸因於薄膜16之厚度、滾紋高度Hn(參見第3圖)等。隨捲繞薄膜16進行,即隨捲繞半徑R1增加,長度Le變長(參見第7圖)。
依照本發明,如第5B圖所示,隨捲繞半徑R1增加,第二移動機構53將空氣遮蔽構件50與51移動至空氣遮蔽
位置使得空氣遮蔽構件50與空氣遮蔽構件51間之距離減小。結果可降低出現段差55之位置處的抑制強度。因此依照本發明,薄膜16可防止因段差55造成之應力發生而壓迫及圍繞膜捆36捲繞。因而可防止如由於應力造成之薄膜16之側緣伸長的困擾。側緣伸長表示一種其中薄膜側緣之內側區域按薄膜寬度方向A朝向其產物端伸長的現象。應注意,控制裝置33控制第二移動機構53以將空氣遮蔽構件50與51移動使得Lp/La值變成較佳為0.9至0.99之範圍,而且更佳為0.92至0.97之範圍。
雖然在以上具體實施例中,第二移動機構53任意地將空氣遮蔽構件50與51移動使得Lp/La值在預定範圍內,本發明不受其限制。例如空氣遮蔽構件50與51可配置成使得滿足由LpLa-2×Lm表現之式,其中Lm為寬度側緣16a之寬度。因而經縫40a吹向薄膜16表面且流向側緣16a之空氣被空氣遮蔽構件50與51遮蔽。結果空氣不吹向側緣16a。相反地,流向產物部分16b之空氣未被空氣遮蔽構件50與51遮蔽且吹向產物部分16b。僅薄膜16之產物部分16b壓迫及圍繞核23或膜捆36捲繞。因此可防止滾紋高度Hn造成應力而將薄膜16壓迫及圍繞核23或膜捆36捲繞。因而可防止如由於應力造成之薄膜16之側緣伸長的困擾。
雖然在以上具體實施例中空氣遮蔽構件50與51係提供於縫40a與膜捆36之間,本發明不受其限制。以下敘述本發明之其他具體實施例。與以上具體實施例相同之構件
及組件係以相同之參考號碼表示且省略其詳細說明。如第8圖所示,空氣噴嘴140在空氣經其通往膜捆36之空氣通道140b中包括一對鰭片141作為引導構件。鰭片141之一係按寬度方向A配置於空氣通道140b之一端,及另一係按寬度方向A配置於空氣通道140b之另一端。各鰭片141具有引導表面141a與軸141b。引導表面141a係用以引導已通過氣管41之空氣朝向預定方向。各鰭片141可在引導位置與收回位置之間圍繞軸141b轉動。在鰭片141於引導位置時,其使用引導表面141a將按寬度方向A流向薄膜16各側端之空氣引導至相對其寬度方向各側端較接近薄膜16中央部分之區域。在鰭片141於收回位置時,鰭片對141自引導位置收回。控制裝置33造成轉動機構142轉動鰭片141使得引導角度θ1在預定範圍內。應注意使引導角度θ1為鰭片141在收回位置處之引導表面141a與其在引導位置處之引導表面141a之間。在開始捲繞薄膜16時,控制裝置33控制轉動機構142使得轉動機構142造成鰭片對141轉動以依膜捆36之捲繞半徑R1增加而增加引導角度θ1。結果可降低Lp/La值。因此可防止由於段差55造成應力。因而薄膜16可防止如薄膜16之側緣伸長及因應力造成之捲繞偏差的問題而壓迫及圍繞膜捆36捲繞。
依照以上具體實施例,由於縫40a之寬度大約等於膜捆36,作為引導構件之鰭片的引導表面在收回位置處大約垂直膜捆36之週邊表面。然而本發明不受其限制。在縫40a之寬度較膜捆36長的情形及其他情形,引導構件之收
回位置可為引導表面按寬度方向A向薄膜16中央部分傾斜之位置。相反地,在縫40a之寬度較膜捆36短的情形及其他情形,引導構件之收回位置可為引導表面按寬度方向A向薄膜16各側端傾斜之位置。
雖然以上具體實施例中,鰭片對141係提供於空氣噴嘴140之空氣通道140b內部,本發明不受其限制。鰭片對141可提供於縫140a與膜捆36之間。此外多片鰭片141可各藉轉動機構142排列及控制。此外可藉由將鰭片141沿寬度方向A移動而調整Lp/La值。
雖然在以上具體實施例中,各鰭片141係提供於空氣噴嘴140之空氣通道140b內部,本發明不受其限制。亦可配置用於調整空氣噴嘴之空氣通道寬度的構件,及移動此構件而調整Lp/La值。以下將此構件稱為空氣通道構件。如第9圖所示,例如空氣噴嘴160具有經其供應空氣之縫160a,及將一對空氣通道構件162與163提供於空氣噴嘴160內部使得按寬度方向A其中之一位於空氣噴嘴160內部之一端,及另一位於其另一端。分別地,空氣通道構件162具有表面164,及空氣通道構件163具有表面165。表面164與165組成空氣通道160b之內壁表面。表面164與165間之距離為空氣通道160b按寬度方向A之寬度。表面164係由第一表面164a與第二表面164b組成。表面165係由第一表面165a與第二表面165b組成。第一表面164a與第一表面165a間之距離沿空氣流動方向B大約固定。相反地,第二表面164b與第二表面165b間之距離沿空氣流
動方向B逐漸增加。空氣通道構件對162與163連接未示移動機構而可按寬度方向A移動。控制裝置33控制未示移動機構使得未示移動機構將氣通道構件162與163移動,以隨膜捆36之捲繞半徑R1增加而減小表面164與表面165間之距離,即空氣通道160b按寬度方向A之寬度。因此可減小Lp/La值。
應注意,為了調整Lp/La值之目的,亦可任意地調整第一表面164a與第二表面164b間之角度θ2。吹向薄膜16之空氣的風速分布可藉由調整角度θ2按寬度方向A由薄膜中央部分向其側端降低。因此可防止由於段差造成之應力、側緣伸長、及捲繞偏差發生而捲繞薄膜。
在如第4圖所示之以上具體實施例中,空氣係以大約直角吹向薄膜16表面。然而空氣與薄膜16表面間之角度可為預定傾斜角。在空氣吹送機構內提供可將傾斜角調整至預定範圍內之搖擺機構時,其可將傾斜角調整至預定範圍內而捲繞薄膜16。
應注意,雖然在以上具體實施例中,提供於膜捆36週邊表面之空氣吹送機構32(空氣噴嘴40)的數量為一個,本發明不受其限制。其可提供二或更多個空氣吹送機構32。
至於用於對薄膜16供應空氣之空氣出口,其在以上具體實施例中提供開口寬度按大約垂直寬度方向A之方向大約固定之縫40a,如第6圖所示。然而本發明不受其限制。其可提供開口寬度按大約垂直寬度方向A之方向自其中
央部分向其側端增加之空氣出口代替縫40a。應注意空氣出口不限於縫。亦可提供具有其他形狀之空氣出口。此外可提供多個開口作為空氣出口。在此情形,其在特定節距處提供各具有預定形狀與尺寸之開口以調整空氣出口之開放區域。結果亦可將空氣之風速分布調整至預定範圍內。
雖然以上具體實施例將空氣吹向捲繞開始位置PR附近之薄膜16區域,本發明不受其限制。空氣亦可吹向捲繞開始位置PR之下游側的薄膜16區域。
應注意,雖然以上具體實施例使用第一移動機構43將空氣噴嘴40移動以將縫40a與膜捆36週邊表面間之距離D2調整至預定範圍內,本發明不受其限制。其可將夾持基座22移動以將距離D2調整至預定範圍內。
雖然以上具體實施例取採用二軸轉台型之捲繞單元10解釋,本發明不受其限制。本發明亦可應用於採用單軸轉台型或三或更多軸轉台型之捲繞單元。
薄膜生產線12製造之薄膜16按縱向方向(流延方向)之長度較佳為至少100米。此外薄膜16之寬度較佳為至少600毫米,而且更佳為1400至2500毫米之範圍。此外本發明對長度超過2500毫米之薄膜亦有效。本發明亦可應用於製造厚度薄至40至60微米之薄膜16的情形。
雖然以上具體實施例敘述用於捲繞藉溶液流延法製造之TAC薄膜的方法及單元,本發明不受其限制。本發明亦可應用於捲繞TAC薄膜以外之聚合物薄膜的方法及單元。此外聚合物薄膜不僅可藉溶液流延法製造,亦可為任何已
知製法,如熔化擠壓法。
[材料]
在此具體實施例中使用醯化纖維素作為聚合物。特佳醯化纖維素為三乙醯纖維素(TAC)。其更佳為醯化纖維素之纖維素中羥基的氫原子之醯基取代程度滿足所有下式(I)至(III):
纖維素具有構成β-1,4鍵之葡萄糖單元,而且各葡萄糖單元在第二、第三及第六位置處具有游離羥基。醯化纖維素為一種其中將一部分或全部羥基酯化使得氫原子被具二或更多個碳原子之醯基取代的聚合物。醯化纖維素中之醯基取代程度表示纖維素中各第二、第三、第六位置處羥基之酯化程度(在相同位置處之全部(100%)羥基經取代時,此位置之取代程度為1)。
醯基之總取代程度,即DS2+DS3+DS6,較佳為2.00至3.00之範圍,更佳為2.22至2.90之範圍,而且最佳為
2.40至2.88之範圍。此外DS6/(DS2+DS3+DS6)較佳為至少0.28,更佳為至少0.30,而且最佳為0.31至0.34之範圍。應注意,DS2為每個葡萄糖單元第二位置處羥基中氫原子對醯基之取代程度(以下亦稱為第二位置處醯基取代程度),DS3為每個葡萄糖單元第三位置處羥基中氫原子對醯基之取代程度(以下亦稱為第三位置處醯基取代程度),及DS6為每個葡萄糖單元第六位置處羥基中氫原子對醯基之取代程度(以下亦稱為第六位置處醯基取代程度)。
在本發明中,醯化纖維素中醯基之種類可為一或多種。在醯化纖維素中有二或更多種醯基時,較佳為其一為乙醯基。在將第二、第三及第六位置處羥基對乙醯基及對乙醯基以外醯基之總取代程度各以DSA及DSB表示時,DSA+DSB值較佳為2.22至2.90之範圍,而且更佳為2.40至2.88之範圍。此外DSB較佳為至少0.30,而且更佳為至少0.7。DSB中第六位置處羥基之取代百分比為至少20%,較佳為至少25%,更佳為至少30%,而且最佳為至少33%。此外醯化纖維素中第六位置處羥基之DSA+DSB值較佳為至少0.75,更佳為至少0.80,而且最佳為至少0.85。使用滿足以上條件之此醯化纖維素可製備溶解度優良之溶液(塗布液)。特別是由於使用非氯有機溶劑可製造優良溶液,其可製造具低黏度及優良過濾力之塗布液。
作為醯化纖維素材料之纖維素可得自棉絮或木漿。
依照本發明,對於醯化纖維素,具有至少2個碳原子之醯基可為脂族基或芳基,而且並未特別地限制。至於醯
化纖維素之實例,其為烷基羰基酯、烯基羰基酯、芳族羰基酯、芳族烷基羰基酯等。醯化纖維素亦可為具有其他取代基之酯。較佳取代基為例如丙醯基、丁醯基、戊醯基、己醯基、辛醯基、癸醯基、十二碳醯基、十三碳醯基、十四碳醯基、十六碳醯基、十八碳醯基、異丁醯基、第三丁醯基、環己烷羰基、油醯基、苯甲醯基、萘基羰基、桂皮醯基等。其中更佳為丙醯基、丁醯基、十二碳醯基、十八碳醯基、第三丁醯基、油醯基、苯甲醯基、萘基羰基、桂皮醯基等。特別地,最佳為丙醯基與丁醯基。
至於用於製備塗布液之溶劑,其為芳族烴(例如苯、甲苯等)、鹵化烴(例如二氯甲烷、氯苯等)、醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、二乙二醇等)、酮(例如丙酮、甲乙酮等)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯等)、醚(例如四氫呋喃、甲基賽珞蘇等)等。在本發明中應注意,塗布液表示一種將聚合物溶解或分散於溶劑中而得之聚合物溶液或分散液。
鹵化烴較佳為具有1至7個碳原子,而且最佳為使用二氯甲烷。關於TAC之物理性質,如溶解度、流延薄膜自撐體之剝除力、薄膜之機械強度、與薄膜之光學性質,其較佳為與二氯甲烷一起使用至少一種具有1至5個碳原子之醇。醇相對全部溶劑之含量較佳為2重量%至25重量%之範圍,而且更佳為5重量%至20重量%之範圍。可應用之醇為例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇等,而且特別是其中更佳為甲醇、乙醇、正丁醇、及其混合物。
近來為了將對環境之負面影響降至最小,其提議不含二氯甲烷之溶劑。在此情形,溶劑較佳為含具4至12個碳原子之醚、具3至12個碳原子之酮、具3至12個碳原子之酯、及具1至12個碳原子之醇。溶劑亦含其混合物。例如混合溶劑含乙酸甲酯、丙酮、乙醇、與正丁醇。應注意,醚、酮、酯、與醇可具有環形結構。其可使用具有至少兩種其官能基(即-O-、-CO-、-COO-、與-OH)之化合物作為溶劑。
關於醯化纖維素之細節敘述於日本專利公開公告第2005-104148號之[0140]至[0195]段。此說明亦可應用於本發明。此外關於溶劑及添加劑(如塑性劑、退化抑制劑、UV吸收劑、光學各向異性控制劑、遲滯控制劑、染料、消光劑、釋放劑、釋放改良劑等)之細節亦敘述於相同公告之[0196]至[0516]段。
[實例]
實行以下實驗1至4作為本發明之實例。以下敘述實驗1至4之捲繞方法、評估方法、及這些方法之條件。實驗1至4實行將薄膜16圍繞核23捲繞形成膜捆36之捲繞程序。對所得膜捆36之側緣伸長及捲繞硬度實行評估。本發明之實驗使用長度為4000米,厚度為60微米,及寬度La為1500毫米之乙酸纖維素薄膜作為薄膜16。藉滾紋程序在薄膜16之側緣上形成之突起的高度Hn為5微米至10微米之範圍。在捲繞程序中將捲繞速度設成100米/分鐘。控制裝置33控制各組件使得吹風機42之空氣壓力逐漸降
低。具體而言,在開始捲繞薄膜16時空氣壓力大約為8kPa,及在結束捲繞薄膜16時大約為7kPa。將開始捲繞薄膜16時之捲繞張力設成大約410牛頓,及將結束捲繞薄膜16時之捲繞張力設成大約350牛頓。此外控制裝置33控制第二移動機構53使得第二移動機構53將空氣遮蔽構件50與51移動,以隨捲繞半徑R1增加而降低按薄膜16之寬度方向A吹送空氣區域之寬度Lp。在實驗1至4中將開始捲繞薄膜16時之Lp/La值設成1,及在實驗1至4中改變結束捲繞薄膜16時之Lp/La值。實驗1至4中結束捲繞薄膜16後之Lp/La值示於表1。
評估所得膜捆36之各側緣伸長及捲繞硬度。至於側緣伸長之評估,測量薄膜16之薄膜寬度Lx以計算Lx/La值。基於以下標準評估Lx/La值。
A:Lx/La<100.1%
B:100.1%Lx/La<100.4%
C:Lx/La100.4%
至於捲繞硬度之評估,為了評估薄膜16是否以合適捲繞硬度捲繞,其檢查結束捲繞薄膜16後膜捆36之捲繞半徑R1沿膜捆36之週邊方向是否固定。具體而言,如第10圖所示,操作者測量各捲繞半徑Ru
與RL
之長度。在圖式中,捲繞半徑Ru
自薄膜圍繞而完全捲繞之膜捆36的核23按向上方向延伸。在圖式中,捲繞半徑RL
自薄膜圍繞而完全捲繞之膜捆36的核23按向下方向延伸。基於測量結果計算捲繞半徑Ru
與RL
間之差△R。基於以下標準評估差△R
。
A:△R<2毫米
B:2毫米△R<5毫米
C:△R5毫米
如表1所示,藉由以預定吹送寬度對其吹送空氣而圍繞核23捲繞薄膜16可防止側緣伸長發生。此外藉由調整各空氣遮蔽構件50與51之位置使得Lp/La值在預定範圍內,其可防止側緣伸長發生而按合適之捲繞硬度捲繞薄膜16。
在本發明中,各種變化及修改為可行的且應了解在本發明之範圍內。
10‧‧‧捲繞單元
12‧‧‧薄膜生產線
14‧‧‧滾紋輥
15‧‧‧邊緣切割裝置
16‧‧‧薄膜
16a‧‧‧側緣
16b‧‧‧產物部分
18‧‧‧突起
21‧‧‧轉臂
22‧‧‧夾持基座
23‧‧‧核
24‧‧‧馬達
26‧‧‧脈衝產生器
27‧‧‧張力測量輥
28‧‧‧引導輥
29‧‧‧擺動輥
30‧‧‧擺動機構
31‧‧‧張力測量感應器
32‧‧‧空氣吹送機構
33‧‧‧控制裝置
36‧‧‧膜捆
37‧‧‧傳送輥
40‧‧‧空氣噴嘴
40a‧‧‧縫
41‧‧‧氣管
42‧‧‧吹風機
43‧‧‧第一移動機構
45‧‧‧離子產生器
50‧‧‧空氣遮蔽構件
51‧‧‧空氣遮蔽構件
53‧‧‧第二移動機構
55‧‧‧段差
140‧‧‧空氣噴嘴
140b‧‧‧空氣通道
141‧‧‧鰭片
141a‧‧‧引導表面
141b‧‧‧軸
142‧‧‧轉動機構
160‧‧‧空氣噴嘴
160a‧‧‧縫
160b‧‧‧空氣通道
162‧‧‧空氣通道構件
163‧‧‧空氣通道構件
164‧‧‧表面
164a‧‧‧第一表面
164b‧‧‧第二表面
165‧‧‧表面
165a‧‧‧第一表面
165b‧‧‧第二表面
在連結附圖而閱讀時,本發明之以上及其他目的與優點由以下較佳具體實施例之詳細說明更為顯而易知,其中在全部數個圖中,同樣之參考號碼表示同樣或對應之部分,及其中:第1圖為略示地描述依照本發明之一個具體實施例的薄膜生產線及捲繞單元之解釋圖;
第2圖為略示地描述具滾紋之薄膜的側緣之平面圖;第3圖為取自沿第2圖之線III-III,略示地描述具滾紋之薄膜的側緣之橫切面圖;第4圖為略示地描述捲繞單元之解釋圖;第5A圖為略示地描述在遮蔽構件位於容許位置時空氣噴嘴之氣孔與膜捆附近的解釋圖,及第5B圖為略示地描述在遮蔽構件位於空氣遮蔽位置時空氣噴嘴之氣孔與膜捆附近的解釋圖;第6圖為略示地描述空氣噴嘴之氣孔的平面圖;第7圖為略示地描述膜捆之橫切面的解釋圖;第8圖為略示地描述依照本發明之第二具體實施例的空氣噴嘴之解釋圖;第9圖為略示地描述依照本發明之第三具體實施例的空氣噴嘴之解釋圖;及第10圖為關於膜捆之捲繞硬度評估的略示解釋圖。
23‧‧‧核
33‧‧‧控制裝置
36‧‧‧膜捆
40‧‧‧空氣噴嘴
40a‧‧‧縫
50‧‧‧空氣遮蔽構件
51‧‧‧空氣遮蔽構件
53‧‧‧第二移動機構
Claims (6)
- 一種用於在將長狀的聚合物薄膜壓迫核時圍繞該核捲繞該聚合物薄膜之聚合物薄膜捲繞單元,該聚合物薄膜寬度方向之側緣接受滾紋程序,該聚合物薄膜捲繞單元包含:用於將空氣吹向圍繞該核捲繞之該聚合物薄膜的空氣吹送裝置,該聚合物薄膜因空氣吹送而壓迫該核;用於調整吹送該空氣之該聚合物薄膜區域的寬度Lp之調整裝置,該聚合物薄膜具有寬度La;及用於控制該調整裝置以隨圍繞該核捲繞之該聚合物薄膜的捲繞量增加而降低Lp/La值之控制裝置;其中該調整裝置包括:各具有轉軸與用於導引該空氣朝向預定方向之引導表面的一對引導構件,該對引導構件各可在引導位置與收回位置間圍繞該轉軸轉動,使得在該引導位置處之該對引導構件引導該空氣流向該聚合物薄膜之該寬度方向的該側端至相對該寬度方向之該側端較接近該聚合物薄膜中央部分之區域,而且在該收回位置處之該對引導構件自該引導位置收回;及用於調整在該引導位置處之該引導構件的該引導表面與在該收回位置處之該引導構件的該引導表面形成之角度θ的角度調整機構,該角度調整機構係藉該控制裝置控制使得該角度θ隨該捲繞量增加而增加。
- 一種用於在將長狀的聚合物薄膜壓迫核時圍繞該核捲繞 該聚合物薄膜之聚合物薄膜捲繞單元,該聚合物薄膜寬度方向之側緣接受滾紋程序,該聚合物薄膜捲繞單元包含:用於將空氣吹向圍繞該核捲繞之該聚合物薄膜的空氣吹送裝置,該聚合物薄膜因空氣吹送而壓迫該核;用於調整吹送該空氣之該聚合物薄膜區域的寬度Lp之調整裝置,該聚合物薄膜具有寬度La;及用於控制該調整裝置以隨圍繞該核捲繞之該聚合物薄膜的捲繞量增加而降低Lp/La值之控制裝置;其中,該空氣吹送裝置包括具有氣孔如沿該寬度方向延伸之縫的空氣通路,及用於組成該空氣通路之一對內壁表面的內壁表面構件,該對內壁表面係沿垂直該寬度方向之方向延伸,及該調整裝置包括用於將該內壁表面構件於該寬度方向移動之移動機構,用於將該內壁表面構件移動之該移動機構係藉該控制裝置控制使得該對內壁表面間之距離隨該捲繞量增加而減小。
- 如申請專利範圍第1或2項之聚合物薄膜捲繞單元,其中該控制裝置控制該調整裝置使得在開始將該聚合物薄膜圍繞該核而捲繞時,Lp/La值大約為1,及在結束將該聚合物薄膜圍繞該核而捲繞時,Lp/La值為0.9至0.99之範圍。
- 如申請專利範圍第1或2項之聚合物薄膜捲繞單元,其進一步包含移動機構,用於將該空氣吹送裝置與該核之 至少之一者移動,使得在圍繞該核捲繞時之該聚合物薄膜表面與配置於該空氣吹送裝置處之該氣孔間距離在5至15毫米之範圍內大約固定。
- 一種用於在將長狀的聚合物薄膜壓迫核時圍繞該核捲繞該聚合物薄膜之聚合物薄膜捲繞方法,該聚合物薄膜之寬度方向的側緣接受滾紋程序,該捲繞方法包括以下步驟:利用一空氣吹送裝置將空氣吹向圍繞該核捲繞之該聚合物薄膜,該聚合物薄膜因空氣吹送而壓迫該核;及利用一調整裝置調整吹送該空氣之該聚合物薄膜區域的寬度Lp,該聚合物薄膜具有寬度La,使得Lp/La值隨圍繞該核捲繞之該聚合物薄膜的捲繞量增加而減小;其中,該調整裝置包括:各具有轉軸與用於導引該空氣朝向預定方向之引導表面的一對引導構件,該對引導構件各可在引導位置與收回位置間圍繞該轉軸轉動,使得在該引導位置處之該對引導構件引導該空氣流向該聚合物薄膜之該寬度方向的該側端至相對該寬度方向之該側端較接近該聚合物薄膜中央部分之區域,而且在該收回位置處之該對引導構件自該引導位置收回;及用於調整在該引導位置處之該引導構件的該引導表面與在該收回位置處之該引導構件的該引導表面形成之角度θ的角度調整機構,該角度調整機構係藉該控制裝置控制使得該角度θ隨該捲繞量增加而增加。
- 一種用於在將長狀的聚合物薄膜壓迫核時圍繞該核捲繞該聚合物薄膜之聚合物薄膜捲繞方法,該聚合物薄膜之寬度方向的側緣接受滾紋程序,該捲繞方法包括以下步驟:利用一空氣吹送裝置將空氣吹向圍繞該核捲繞之該聚合物薄膜,該聚合物薄膜因空氣吹送而壓迫該核;及利用一調整裝置調整吹送該空氣之該聚合物薄膜區域的寬度Lp,該聚合物薄膜具有寬度La,使得Lp/La值隨圍繞該核捲繞之該聚合物薄膜的捲繞量增加而減小;其中,該空氣吹送裝置包括具有氣孔如沿該寬度方向延伸之縫的空氣通路,及用於組成該空氣通路之一對內壁表面的內壁表面構件,該對內壁表面係沿垂直該寬度方向之方向延伸,及該調整裝置包括用於將該內壁表面構件於該寬度方向移動之移動機構,用於將該內壁表面構件移動之該移動機構係藉該控制裝置控制使得該對內壁表面間之距離隨該捲繞量增加而減小。
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