滾花裝置及方法以及膜卷製造方法

2023-05-04 19:06:16 7

滾花裝置及方法以及膜卷製造方法
【專利摘要】本發明提供一種滾花裝置及方法以及膜卷製造方法，其課題在於對薄層的聚合物膜，賦予無破損且滾花高度的沉陷少的滾花。在本發明中，藉由在圓周面上包含突起的滾花輥及平坦的圓周面的支撐輥來夾持並搬送聚合物膜。使支撐輥位於較滾花輥與聚合物膜的接觸位置更靠搬送方向下遊側位置，將聚合物膜纏繞於滾花輥上。將滾花輥加熱至聚合物膜的熔點附近的溫度。將支撐輥的溫度設為0℃以上且100℃以下。聚合物膜經由突起而被加熱，從而與支撐輥側膜面具有溫度差。在藉由突起而形成的滾花凹部的周圍，形成壁厚且寬度大的圍撓隆起部。藉由所述圍撓隆起部，而獲得無破損、高且沉陷少的滾花。
【專利說明】滾花裝置及方法以及膜卷製造方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種滾花裝置(knurling device)及方法以及膜卷(film roll)製造方法。

【背景技術】
[0002]聚合物膜具有優異的透光性或柔軟性，可實現輕量薄膜化，因此作為光學膜等而用於許多方面。作為聚合物膜，已知有使用醯化纖維素(cellulose acylate)等的纖維素酯繫膜、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)膜、丙烯酸膜等各種膜。例如，纖維素酯繫膜用於照相感光用膜、或作為液晶顯示裝置的構成構件的偏光板的保護膜或相位差膜等光學膜。
[0003]在聚合物膜的製造過程中，或在將所製造的聚合物膜卷繞成卷狀以便於保管或運輸而製造膜卷的過程中，在聚合物膜的側部賦予被稱為滾花的微小凹凸。滾花是利用如下方式來賦予:使聚合物膜通過在至少一個圓周面上形成有突起的一對輥間，在所述通過時將突起按壓至聚合物膜。以如上所述方式而賦予的滾花具有提高聚合物膜的操作性的作用、或防止膜卷的卷偏或變形的作用。
[0004]雖然如上所述，對聚合物膜賦予滾花是有效的，但是如果賦予滾花時聚合物膜的溫度低，則在難以變形的狀態下對聚合物膜進行擠壓，因此無法形成充分高度的滾花。而且，當想要提高滾花高度而提高對聚合物膜的接觸壓力時，從滾花中會產生微小的破損(裂紋)。並且，在所形成的滾花中容易產生沉陷(伴隨著搬送或保管時的擠壓、或時間的推移，突起變小)。因此，在專利文獻I及專利文獻2中，利用經加熱的滾花輥對聚合物膜進行擠壓而賦予滾花。並且，在專利文獻3中，根據膜的玻璃化溫度與膜的熔點溫度的關係而求出滾花輥的表面溫度，並以所述表面溫度對膜賦予滾花。並且，將相對於支撐輥的餘面角(lap angle)例如設定為180° ,以便於能夠將膜加熱至所需的溫度。在專利文獻4中,利用對滾花棍(壓花滾筒(emboss roll))的表面溫度、支承滾筒(back roll)的表面溫度、滾花滾筒的滾筒直徑、及支承滾筒的材質之中至少兩個以上進行各種組合而加以調整，來改善滾花的凸部的抗壓壞率。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本專利特開2003-175522號公報
[0008]專利文獻2:日本專利特開2009-073154號公報
[0009]專利文獻3:日本專利特開2009-288412號公報
[0010]專利文獻4:日本專利第5105033號公報


【發明內容】

[0011]本發明欲解決的課題
[0012]在賦予滾花時，如果聚合物膜的溫度過低，則無法賦予充分高度的滾花。相反地如果聚合物膜的溫度過高，則除了聚合物膜發生斷裂以外，還無法賦予所需的形狀的滾花。因此，對輥進行加熱時，需要對輥的溫度進行控制，以使聚合物膜的溫度處於適當的溫度範圍。
[0013]但是，如專利文獻I?專利文獻3所揭示的現有方法中，輥與聚合物膜的接觸只是在聚合物膜通過輥間的短暫期間內，在所述短暫期間內同時進行加熱及滾花的賦予。而且，自生產效率的角度考慮，近年來，正在探求在聚合物膜的搬送速度大於100m/min的範圍內的高速搬送下賦予滾花。因此，輥與聚合物膜的接觸時間進一步縮短，聚合物膜的溫度控制困難，從而無法賦予穩定的滾花。
[0014]特別是在接下來的步驟中，在聚合物膜上形成硬塗層等塗膜時，考慮到所述塗膜部分，需要使滾花高度高於通常的滾花高度。當具有某種程度的膜厚度時，可提高滾花高度，但在25 μ m以上且60 μ m以下的薄層膜的情形時，如果要提高滾花高度，則會在滾花的凹陷部分產生裂紋而使聚合物膜容易破損。而且，當對薄層的聚合物膜賦予具有15μπι左右的高度的滾花時，容易產生沉陷。在專利文獻4中，例如，為了提高滾花的凸部的抗壓壞率，而提高壓花滾筒的表面溫度，並且提高支承滾筒的表面溫度。但是，即使利用所述專利文獻4的方法，也無法充分抑制滾花的沉陷及破損。
[0015]本發明是鑑於所述背景而開發的，目的在於提供一種滾花裝置及方法以及膜卷製造方法，可對薄層的聚合物膜賦予滾花高度高且沉陷少的滾花，而不會產生裂紋。
[0016]解決課題的手段
[0017]為了達成所述目的，本發明的滾花裝置是對被搬送的帶狀的聚合物膜賦予滾花，並且包括滾花輥及支撐輥。滾花輥在圓周面上包含突起，與聚合物膜的第I面相接觸，並且將聚合物膜設為熔點±20°c的溫度。支撐輥包含平坦的圓周面，位於較滾花輥與聚合物膜的接觸位置更靠搬送方向下遊側位置，並且與第I面為相反側的第2面接觸而與滾花輥之間夾持聚合物膜。聚合物膜相對於滾花輥的餘面角為5°以上且20°以下。支撐輥的表面溫度設為100°C以下的溫度。再者，所謂聚合物膜的熔點，是指使用差示掃描量熱儀DSC (Differential scanning calorimeter)以10°C/min對樣品進行加熱時出現的吸熱峰值的溫度(熔點Tm)。
[0018]優選的是聚合物膜與滾花輥的接觸時間為2m秒以上且80m秒以下。並且，優選的是聚合物膜的厚度Ft為25 μ m以上且60 μ m以下，當將滾花輥側的滾花高度設為Hnl時，將滾花高度Hnl設為FtX0.05以上且Ft X 0.30以下。優選的是滾花輥及支撐輥設置於聚合物膜的寬度方向兩側部，滾花被賦予至聚合物膜的寬度方向兩側部。優選的是聚合物膜為醯化纖維素膜，滾花輥的溫度為270°C以上且310°C以下，支撐輥的溫度為0°C以上且100°C以下。
[0019]本發明的滾花方法是使用所述滾花裝置，對聚合物膜賦予滾花。而且，本發明的膜卷製造方法包括:滾花步驟，藉由所述滾花方法來賦予滾花；以及卷繞步驟，對經賦予滾花的聚合物膜進行卷繞。
[0020]發明的效果
[0021]本發明是將聚合物膜纏繞於捲筒(web)搬送方向上遊側的滾花輥的外周上而進行加熱之後，藉由較所述滾花輥更靠捲筒搬送方向下遊側的支撐輥，與滾花輥之間夾持聚合物膜而賦予滾花，因此可在聚合物膜與滾花輥相接觸的短暫時間內利用滾花輥對聚合物膜進行加熱。並且，在加熱後，在滾花輥與支撐輥之間夾持聚合物膜而賦予滾花，由於支撐輥設定得低於滾花輥的溫度，因此支撐輥側膜面上的滾花的突出量受到抑制。而且，由於滾花輥側的膜面與滾花輥的突起相接觸而被加熱，因此可僅對滾花賦予部分集中地進行加熱，從而在滾花輥側膜面上的突出量增大。所述突出的壁厚部分藉由突起的接觸而被加熱，因此成為基部寬且高的壁厚部，從而滾花的沉陷受到抑制。而且，藉由突起而加以預熱之後，利用藉由聚合物膜的夾持所帶來的擠壓而賦予滾花，支撐輥側的膜面藉由與支撐輥的接觸，而低於滾花輥側的溫度。因此，在支撐輥側膜面上剪切變形得到抑制，因而不會產生裂紋。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是表示膜卷製造設備的概略的一例的側視圖。
[0023]圖2是自下方觀察賦予滾花中的狀態的立體圖。
[0024]圖3是表示滾花裝置的概略的一例的側視圖。
[0025]圖4是表示突起的一例的立體圖。
[0026]圖5是說明被賦予滾花的狀態的剖面圖。
[0027]圖6是表示藉由突起而形成的滾花的剖面圖。
[0028]圖7是說明裂紋的產生的剖面圖。
[0029]符號的說明:
[0030]10:膜卷製造設備
[0031]12:膜生產線
[0032]13:滾花裝置
[0033]14:卷繞裝置
[0034]16:聚合物膜
[0035]16a:支撐輥側膜面(第2面)
[0036]16b:滾花輥側膜面(第I面)
[0037]18:轉動臂
[0038]20:卷繞軸
[0039]22:卷芯
[0040]24:導向臂
[0041]26:導輥
[0042]28:臂安裝軸
[0043]30:搬送輥
[0044]32:膜卷
[0045]36:滾花輥
[0046]38:支撐輥
[0047]39:夾持壓調節機構
[0048]40:加熱控制機構
[0049]41:冷卻控制機構
[0050]42:突起(滾花齒)
[0051]42a:上表面
[0052]44:滾花(微細的凹凸)
[0053]46:加熱器
[0054]47:冷卻器
[0055]48:溫度傳感器
[0056]49:溫度傳感器
[0057]50:控制部
[0058]51:控制部
[0059]52:滾花凹部
[0060]54:圍繞隆起部
[0061]55:背面隆起部
[0062]56:滾花凹部
[0063]57:圍繞隆起部
[0064]58:滾花突起
[0065]60:裂紋
[0066]A:搬送方向
[0067]CLl:通過滾花輥的中心的垂直線
[0068]CL2:連結支撐輥與滾花輥的中心的線段
[0069]Ft:聚合物膜的厚度
[0070]Htl:突起的高度
[0071]Hnl:滾花高度
[0072]Hn2:背面隆起部的隆起高度
[0073]Nwl:圍繞隆起部的基部的寬度
[0074]Nw2:背面隆起部的基部的寬度
[0075]Ltl:突起的底面的一邊的長度
[0076]Lt2:突起的上表面的一邊的長度
[0077]PSl:卷繞位置
[0078]PS2:卷芯更換位置
[0079]Θ 1:通過滾花輥的中心的垂直線CLl與連結支撐輥與滾花輥的中心的線段CL2的相交角度(餘面角)

【具體實施方式】
[0080]如圖1所示，本發明的膜卷製造設備10包括膜生產線12、滾花裝置13及卷繞裝置14。膜生產線12雖然省略了圖示，但包括鑄造裝置、拉幅機(tenter)及乾燥裝置，例如利用溶液制膜方法，而製造帶狀的聚合物膜16 (例如三醋酸纖維素(triacetyl cellulose,TAC)膜)。
[0081]卷繞裝置14例如包括轉動臂(turret arm) 18，將聚合物膜16卷繞於安裝於卷繞軸20上的卷芯22。轉動臂18藉由未圖示的臂驅動部而180度間歇旋轉，對卷芯22在卷繞位置PSl及卷芯更換位置PS2上進行選擇性的切換。轉動臂18包括導向臂(guide arm) 24以及位於所述導向臂24的前端的導輥26。導輥26在轉動臂18的旋轉時與聚合物膜16相接觸，從而防止聚合物膜16與轉動臂18或臂安裝軸28接觸。
[0082]在卷繞位置PSl上，將從搬送輥30搬送而來的聚合物膜16卷繞於卷芯22上。並且，在卷芯更換位置PS2上，將卷繞固定長度的聚合物膜16而成為滿卷的膜卷32與卷芯22一併從卷繞軸20上取下，並在所述卷繞軸20上安裝新的空的卷芯22，從而進行卷芯22的更換。
[0083]在卷繞位置PSl上，將規定長度的聚合物膜16卷繞於卷芯22上，當膜卷32達到接近於滿卷的狀態時，轉動臂18進行180度旋轉，使接近於滿卷的膜卷32位於卷芯更換位置PS2。並且，將空的卷芯22定位於卷繞位置PS1。當膜卷32達到規定的長度時，未圖示的換卷裝置進行運轉，將聚合物膜16加以切斷。經切斷的先行膜的後端部在卷芯更換位置PS2卷繞於膜卷32上。並且，經切斷的後行膜的前端部在卷繞位置PSl卷繞於空的卷芯22上。
[0084]以下，以同樣的方式，將聚合物膜16卷繞於卷芯22，由此使連續地搬送而來的聚合物膜16成為膜卷32的形態，從而製成產品。以如上所述的方式而獲得的聚合物膜16可用作偏光板保護膜或相位差膜。而且，在聚合物膜16上，在接下來的塗布步驟中賦予光學各向異性層、抗反射層、防眩功能層等，而可用作高功能膜。
[0085]在膜生產線12與卷繞裝置14之間，設置有滾花裝置13。滾花裝置13包括滾花輥36、支撐輥38、加熱控制機構40及冷卻控制機構41。利用所述滾花裝置13，來進行對聚合物膜16賦予滾花44(參照圖2)的滾花步驟。
[0086]如圖2所示，滾花裝置13藉由滾花輥36及支撐輥38而夾持(nip)聚合物膜16，並將多個突起42推抵至聚合物膜16。由此，對聚合物膜16賦予滾花44(微細的凹凸)。
[0087]如圖3所示，滾花輥36在外圓周面上包含多個微細的突起(滾花齒)42。如圖4所示，突起42例如為稜錐臺形狀，形成為將稜錐以平行於底面的平面加以切割，並去除小稜錐的部分的形狀。所述突起42呈矩陣狀排列多個而形成。突起42的高度Htl為50 μ m，底面的一邊的長度Ltl為850 μ m,上表面42a的一邊的長度Lt2為250 μ m。優選的是突起42的高度Htl為20 μ m以上且100 μ m以下，長度Ltl為500 μ m以上且1000 μ m以下，長度Lt2為100 μ m以上且500 μ m以下。並且，突起42的配置間距優選的是500 μ m以上且2000 μ m以下，更優選的是800 μ m以上且1200 μ m以下。突起42並不限於稜錐臺，也可以為其它圓錐臺或其它形狀。
[0088]如圖3所示，支撐輥38包含無突起42而平坦的外圓周面。所述支撐輥38相對於滾花輥36，以在聚合物膜16的搬送方向下遊側位置，與滾花輥36相接的方式而配置。具體而言，通過滾花輥36的中心的垂直線CLl與連結支撐輥38與滾花輥36的中心的線段CL2的相交角度Θ I為10°。所述相交角度Θ I與在水平面內被搬送的聚合物膜16纏繞於滾花輥36上的餘面角為同義。所述相交角度(餘面角)Θ I優選的是5°以上且20°以下。如果餘面角Θ1為5°以上，則具有適當的接觸時間而可獲得所需的變形。並且，如果餘面角Θ1為20°以下，則不會造成由膜的連帶程度增大所引起的搬送故障。
[0089]滾花輥36及支撐輥38的兩端處，藉由未圖示的軸承而旋轉自如地受到支撐。並且，在支撐輥38的軸承上設置有夾持壓調節機構39。夾持壓調節機構39適當地維持聚合物膜16的夾持壓。再者，夾持壓調節機構39可設置於滾花輥36側，而且也可設置於兩個輥36、輥38上。
[0090]加熱控制機構40包括加熱器46、溫度傳感器48及控制部50。加熱器46配置於滾花輥36的附近。控制部50對加熱器46進行控制，而將滾花輥36加熱至固定的溫度。作為加熱器46，可使用對滾花輥36吹熱風的裝置、利用陶瓷加熱器等對滾花輥36照射紅外線的裝置、藉由在滾花輥36的附近使磁場發生變化而對滾花輥36進行感應加熱的裝置、使油或水蒸氣等溫度調節媒體在滾花輥36內循環等各種類型的裝置，或者將這些裝置組合而成的複合型裝置等。再者，當對滾花輥36進行感應加熱時，利用鐵、SUS440、超硬材料等強磁性金屬或包含這些材料的金屬來形成滾花輥36。
[0091]溫度傳感器48例如由熱電偶、放射溫度計等所構成，經常或以規定周期對滾花輥36的溫度進行測定並通知至控制部50。控制部50根據來自溫度傳感器48的信息，對加熱器46進行驅動控制，以使滾花輥36處於預先設定的規定的溫度範圍內。
[0092]控制部50對滾花輥36的溫度進行控制，以使賦予滾花44時的(即，聚合物膜16通過滾花輥36與支撐輥38之間時的)滾花輥36的表面溫度達到熔點±20°C。
[0093]如果滾花輥36的表面溫度低於聚合物膜16的熔點_20°C，則存在無法形成充分高度的滾花44的問題、或者聚合物膜16發生破損的問題。並且，滾花44容易沉陷。反之，如果滾花輥36的表面溫度高於聚合物膜16的熔點+20°C，則存在聚合物膜16發生斷裂的可能，而且無法形成所需的形狀的滾花44。與搬送厚的聚合物膜16的情況相比，搬送薄的聚合物膜16的情況下這些問題更為顯著。這樣一來，在熔點±20°C的熔點附近範圍對聚合物膜16進行加熱，因此聚合物膜16的彈性率下降，從而在滾花輥36側的膜面(第I面)16b上形成圍繞隆起部54。而且，可獲得圍繞隆起部54的基部的寬度Nwl大且滾花高度Hnl高的聚合物膜。再者，滾花凹部52及背面隆起部55並非藉由熱變形而是藉由滾花輥36的擠按力而形成，並且藉由進行加熱，滾花凹部52的深度及背面隆起部55的高度呈現減少的傾向。
[0094]由於滾花輥36加熱至聚合物膜16的熔點+20°C，因此將聚合物膜16介於其間而進行接觸的支撐輥38有時也在連續處理時隨著滾花輥36的加熱而升溫。因此，利用冷卻控制機構41對支撐輥38進行溫度控制，而將支撐輥38維持在固定的溫度範圍內。再者，當聚合物膜16從常溫環境下連續地搬送而來時，也存在如下情況，即，支撐輥經常因溫度低於滾花輥36的聚合物膜16而受到冷卻，因此不會升溫。在這種情況下，也可以使冷卻控制機構41的冷卻控制停止，或者省略冷卻控制機構41。
[0095]冷卻控制機構41包括冷卻器47、溫度傳感器49及控制部51。冷卻器47是由控制部51來控制，對支撐輥38進行冷卻。作為冷卻器47，可使用對支撐輥38吹冷卻風的裝置、使油或水等溫度調節媒體在支撐輥38內循環的裝置、將這些裝置組合而成的複合型裝置等。
[0096]溫度傳感器49經常或以規定周期對支撐輥38的溫度進行測定並通知至控制部51。控制部51根據來自溫度傳感器49的信息，對冷卻器47進行驅動控制，以使支撐輥38達到規定的溫度。支撐輥38的表面溫度設定於0°C以上且100°C以下的適當範圍。當支撐輥38的表面溫度大於100°C時，支撐輥側膜面(第2面)16a的突出量會增加，對應於所述增加的程度，而容易產生沉陷。此外，當支撐輥的表面溫度未達(TC時，則具有在輥表面上產生結露的問題。
[0097]如圖2所示，滾花輥36及支撐輥38分別設置於聚合物膜16的兩側部。並且，滾花44被賦予至聚合物膜16的兩側部。同樣地，加熱器46、冷卻器47、溫度傳感器48及溫度傳感器49 (圖2中省略了圖示)也對應於滾花輥36及支撐輥38而分別設置於聚合物膜16的兩側部。而且，控制部50、控制部51 (圖2中省略了圖示)對加熱器46及冷卻器47進行驅動控制，以使聚合物膜16的兩側部的滾花44分別得以在最佳條件下形成。
[0098]如以上所述，對滾花輥36及支撐輥38的表面溫度進行管理，使聚合物膜16的溫度保持在適當的範圍內，由此可賦予穩定的滾花44。但是，如果滾花輥36與聚合物膜16的接觸時間短，則難以對滾花輥36的溫度進行控制以使得在所述短暫時間內至聚合物膜16的內部為止均達到適當的溫度，從而無法賦予穩定的滾花44。
[0099]因此，如圖3所示，在滾花裝置13中，將滾花輥36配置於較支撐輥38更靠聚合物膜16的搬送方向A的上遊側的位置，將聚合物膜16纏繞於滾花輥36上。餘面角Θ I例如為10°。所述餘面角Θ I是以賦予滾花44時的聚合物膜16的表面溫度達到熔點±20°C的方式來進行控制。具體而言，餘面角Θ1為5°以上且20°以下。餘面角Θ I越大，聚合物膜16與滾花輥36的接觸時間越長，因此聚合物膜16的溫度控制越容易。另一方面，如果餘面角Θ I過大，則存在強度因加熱而下降的聚合物膜16發生斷裂或變形的可能。
[0100]適當的餘面角Θ I根據滾花輥36的溫度或聚合物膜16的搬送速度而發生變化。因此，根據滾花輥36的溫度或搬送速度來確定餘面角Θ I。具體而言，當滾花輥36的溫度高時，縮小餘面角Θ 1，當滾花輥36的溫度低時則擴大餘面角Θ I。
[0101]如上所述，在滾花裝置13中，可將聚合物膜16纏繞於滾花輥36上，預先使突起42與聚合物膜16接觸，從而經由突起42對聚合物膜16進行加熱。並且，當加熱至固定溫度之後，藉由滾花輥36與支撐輥38的夾捏，而對聚合物膜16賦予滾花44。
[0102]作為對滾花44的形成造成影響的因素，除了滾花輥36的溫度或餘面角Θ 1、聚合物膜16的搬送速度以外，還可舉出賦予滾花44時的聚合物膜16的夾持壓、及聚合物膜16的特性(導熱率、楊氏模量(Young' s modulus)的溫度函數、彈性變形率等)。以形成良好滾花的方式，來設定所述各因素。
[0103]如以上所述，在本發明中，將聚合物膜16纏繞於搬送方向上遊側的滾花輥36的外周而進行加熱之後，使聚合物膜16通過滾花輥36與支撐輥38之間而賦予滾花44，由此可使滾花輥36的溫度控制變得容易，從而賦予穩定的滾花44。特別是，用於賦予滾花44的突起42已賦予至滾花輥36，藉由將聚合物膜16纏繞於滾花輥36上，而經由突起42針對滾花賦予部分對聚合物膜16進行加熱。如上所述，可藉由突起42而集中地對滾花賦予部分進行加熱，即使為短時間的膜接觸也可進行充分的加熱。再者，聚合物膜16與滾花輥36的接觸時間優選的是2m秒以上且80m秒以下，更優選的是1m秒以上且50m秒以下。如果為2m秒以上，則容易從突起42向聚合物膜16進行用於賦予滾花44的熱傳遞。而且，如果為80m秒以下，則不會產生過度加熱，從而可形成適當的滾花44。此外，如果為1m秒以上且50m秒以下，則與2m秒以上且80m秒以下相比，可獲得更佳的結果。
[0104]然後，藉由與支撐輥38的夾捏，如圖5所示，藉由突起42而在聚合物膜16上形成滾花凹部52，伴隨著所述凹部52的形成，在凹部52的周圍膜16的一部分以包圍突起42的方式而隆起。藉由所述隆起而形成圍繞隆起部54。圍繞隆起部54是在聚合物膜16經充分加熱的狀態下形成，因此以影線(hatching)表示的部分有助於圍繞隆起部54的形成。由此，如圖6所示，圍繞隆起部54的基部的寬度Nwl為20 μ m以上且60 μ m以下，而且滾花高度Hnl也增高。當聚合物膜16的厚度Ft為25 μ m以上且60 μ m以下時，滾花高度Hnl優選的是Ft X0.05以上且Ft X0.30以下。
[0105]並且，伴隨著凹部52的形成，在支撐輥側膜面16a上背面隆起部55隆起。背面隆起部55為稜錐臺形狀，基部的寬度Nw2為100 μ m以上且300 μ m以下，高度Hn2為I μ m以上且6 μ m以下。
[0106]如圖3所示，支撐輥38藉由冷卻控制機構41而受到溫度控制以處於0°C以上且100°C以下的溫度範圍內，因此與支撐輥38相接觸的膜面16a不會被加熱。因此，由突起42的擠壓所引起的變形出現於支撐輥側膜面16a上的情況少，從而如上所述成為具有略微的隆起高度Hn2的背面隆起部55。另一方面，滾花輥側膜面16b藉由突起42而受到充分加熱，因此熔融變形藉由突起42而得到促進，這會引起凹部52的周圍的隆起，從而獲得圍繞隆起部54。圍繞隆起部54由於熔融變形得到促進，因此寬度Nwl及高度Hnl具有可耐受沉陷的充分的寬度及高度。而且，由於熔融變形的促進，剪切應力受到抑制，因此不會產生如圖7所示的裂紋60。
[0107]與此相對，如專利文獻3所述，如果將聚合物膜纏繞於支撐輥側，從支撐輥側對聚合物膜進行加熱，則會對整個聚合物膜進行加熱。因此，如圖7所示，除了在滾花輥側膜面16b上藉由突起42而形成滾花凹部56以外，在支撐輥側膜面16a上，也會以與滾花凹部56相對應的形狀而形成滾花突起58。而且，當形成所述滾花凹部56及滾花突起58時，藉由所施加的從滾花凹部56的內側角部至滾花突起58的外側角部的剪切應力，而容易產生裂紋60。而且，對應於滾花凹部56在相反側面上形成滾花突起58，因此形成於滾花凹部56的周圍的圍繞隆起部57的高度及寬度小於圖5的圍繞隆起部54。因此，即使將滾花突起58的高度與圍繞隆起部57的高度相加所得的綜合滾花高度與圖6的圍繞隆起部54的高度Hnl相同，由於作為凸部的圍繞隆起部57、滾花突起58分散於兩面的情況，也容易沉陷。而且，包含矩形等的環狀突起而形成為抗沉陷能力強的構造的圍繞隆起部57的寬度及高度小於本發明的圍繞隆起部54，因此容易沉陷。並且，由於產生裂紋60，因此在接下來的塗布步驟等中會產生塗布液經由裂紋60而繞入至背面側的問題。
[0108]根據本發明的滾花裝置及滾花方法，如圖6所示，可對薄層的聚合物膜16穩定地賦予充分高度的滾花44，因此在將聚合物膜16卷繞而成的膜卷32的形態中，防止膜的卷偏的效果高。而且，在接下來的步驟中，即使在形成各種塗布膜的情形時，藉由充分高度的滾花44，也可以抑制沉陷。因此，在塗布後的卷繞時，不會因滾花44的沉陷引起塗布面粘貼於搬送輥等而造成搬送故障。
[0109]聚合物膜16既可為單層，也可為多層(例如，在塑料支撐體上形成有多層薄膜的)。此外，作為聚合物膜16，並不限定於具有光學功能性的，也可以使用在樹脂膜上形成有蒸鍍層、塗布層等的記錄媒體，在樹脂膜上層疊著有機膜、無機膜的防溼防氣膜等各種膜。
[0110]在所述實施形態中，如圖3所示，是利用如下示例進行說明，S卩，利用溫度傳感器48而對滾花輥36的表面溫度進行測定，並根據所述測定結果來控制滾花輥36的表面溫度，但是也可以省略溫度傳感器48，而根據由聚合物膜16的搬送速度等所決定的賦予滾花時的條件將固定的熱從加熱器46供給至滾花輥36。同樣地，也可以省略溫度傳感器49，而根據賦予滾花時的條件對支撐輥38進行冷卻。
[0111]在所述實施形態中，是利用在膜生產線12與卷繞裝置14之間賦予滾花44的示例進行說明，但是也可以將本發明的滾花裝置13配置於膜生產線12內，對正在製造的膜賦予滾花44。
[0112]在所述實施形態中，是在聚合物膜16的寬度方向兩側部設置有滾花輥36及支撐輥38，但是所述滾花輥36及支撐輥38中的任一個或兩個也可以由在聚合物膜16的寬度方向上長的一條輥所構成。這時，只要在滾花輥的外周之中賦予滾花的部分(滾花輥的兩側部的外周)上設置突起42即可。
[0113]並且，在所述實施形態中，是藉由對滾花輥36進行加熱，而對滾花賦予前的聚合物膜16進行加熱，但是此外，例如，也可以藉由送入來自加熱器的熱風而對滾花賦予前的聚合物膜16進行預熱。當然，也可以利用加熱器而對聚合物膜16進行直接加熱，或者使聚合物膜16與預熱輥相接觸而進行加熱。
[0114]以下，根據表1，對本發明的實驗例進行說明。
[0115]表I
[0116]
實驗表面 i度.餘面表面形I i度 ^ *2 綜$評其它__形狀 rc) 角(。) 狀 rc+)#估估__
1~凹凸—29010~平坦 _O~ 30 AAA —
2_凹凸—29010—平坦—20^30^ AA^A
3~凹凸—290~10平坦^50.30 _AA— A"
4~Η ?~ 29010~平Jfi —100— 45 BAB —
5—凹凸—29010~平坦—130— 65 CAC ~
6—凹凸 —290 10— 平坦.270 _60_ B A —P 無法搬送
7——200 10ΨΜ " 25 70"""" C P P
8~ 凹凸—250 10~ 平坦』 25 — 70 C CP ~~
9凹凸—270 10 —_ 平坦—25 ~~40—~ B B B
10~H fl~~ 300IQ~平Jg~25~ 30A A A—
11—凹凸—310IQ~平坦-25— 30A AA_
12~凹凸—35010平坦 —25—30—AAC 產生灰塵
13~H~ 2901~H'25~ 50C BC—
14~平坦~90 10 ~~ H凸 —25 60 ~ C P P 無法搬送一
15凹凸 290 O 平坦 25 80 C CP__
16— H fl ~ 290 5~'平:1 — 25 — 45 B BB —
17—凹凸—290 10~ 平坦 _ 25 _ 30 A AA 一
18'凹凸 ^90 20 —平坦—25 30 — A A A ~—
19凹凸 290 40 平 I 25 25 A AP
[0117]在實驗I?實驗6中，如圖3所示，使用將餘面角Θ I設為10°，並且將滾花輥36配置於較支撐輥38更靠搬送方向上遊側的位置的滾花裝置13，將滾花輥36的溫度設為2900C，使支撐輥38的溫度變為(TC、20°C、50°C、100°C、130°C、270°C。而且，在實驗7?實驗12中，將支撐輥38的溫度設為25°C，使滾花輥36的溫度變為200°C、250°C、270°C、300°C、310°C、350°C。在實驗13中，相對於實驗1，將支撐輥38的圓周面從無突起的平坦狀設為有突起，並且將支撐輥的溫度設為25°C，除此以外，設為與實驗I相同的條件。支撐輥38的突起的形狀與形成於滾花輥36上的突起42相同。實驗14中，除了去除滾花輥36的突起42而設為平坦狀以外，設為與實驗13相同的條件。在所述實驗14中，具體而言，與將實驗13的滾花輥與支撐輥的位置加以調換而成的相同。在實驗15?實驗19中，除了將實驗I的支撐輥38的溫度設為25°C，將聚合物膜16相對於滾花輥36的餘面角Θ I設為0°、5°、10°、20°、40°以外，設為與實驗I相同的條件。在各實驗中，將膜的搬送速度(卷繞速度)設為100m/min，將滾花賦予時的夾持壓設為300N。
[0118]在各實驗中，使用三醋酸纖維素膜(膜厚:40μπι)作為聚合物膜16，對所述膜賦予滾花44並進行卷繞之後求出滾花44的沉陷率及破損，並進行評估。再者，在膜發生破損而停止卷繞時的無法搬送、或產生灰塵時，另外加以記載。聚合物膜16的熔點經DSC測定而為 290 0C ο
[0119]沉陷率是對膜的滾花部分施加18個小時的IX 106N/mm2的壓力，將相對於初始高度Htl的減少量的比例設為百分比而求出。沉陷評估在沉陷率為30%以下時設為Α，在沉陷率大於30%且為60%以下時設為B，在沉陷率大於60%時設為C。
[0120]破損評估是以如下方式來進行。對10m的長度的樣品膜的一個面，塗布經著色的乙醇，確認有無經由裂紋而朝向與塗布面為相反側面的反卷。對在10m的長度內產生有滾花部(寬度15mm)的反卷的部位的個數進行計數。當計數值為「O」時，作為無反卷的產生而設為「A」，當計數值為「 I或2」時設為「B」，當計數值為3以上且9以下時設為「C」，當計數值為10以上時設為「D」，將「B」以上設為合格，將「C」以下設為不合格。
[0121]綜合評估是對沉陷率、沉陷評估、破損評估及其它情況進行綜合判斷，當可判斷為作為產品不存在問題時，從好到差依次設為「A」、「B」，當作為產品存在問題而需要改善時，則設為「C」、「D」。
[0122]在實驗I?實驗6中，對支撐輥38的適當溫度範圍進行了探討。如表I所示，在支撐輥38的溫度為0°C以上且50°C以下時沉陷率為30%，在支撐輥38的溫度為100°C時沉陷率為45%，在支撐輥38的溫度為130°C時沉陷率為65%，在支撐輥38的溫度為270°C時沉陷率為60%。破損評估在實驗I?實驗6中，均為A。
[0123]在實驗7?實驗12中，對滾花輥36的適當溫度範圍進行了探討。在滾花輥36的溫度為200°C的實驗7中，沉陷率為70%從而沉陷評估為C，破損評估為D。而且，在滾花輥36的溫度為250°C的實驗8中，沉陷率為70%，沉陷評估及破損評估均為C，綜合評估為D。此外，在滾花輥36的溫度為350°C的實驗12中，雖然沉陷率為30%，沉陷評估及破損評估為A，但是產生有灰塵，因此綜合評估為C。與此相對，在滾花輥36的溫度為270°C的實驗9中，沉陷率為40%，沉陷評估及破損評估為B，綜合評估為B。並且，在滾花輥36的溫度為300°C的實驗10及滾花輥36的溫度為310°C的實驗11中，沉陷率為30%，沉陷評估及破損評估為A,綜合評估為A。
[0124]在實驗13及實驗14中，對在滾花輥36及支撐輥38的圓周面形狀上有無突起42進行了探討。在實驗11中，在滾花輥36及支撐輥38的兩者上均形成有突起42。這時，沉陷率為50%，沉陷評估為C，破損評估為B，在沉陷評估中存在問題，因而綜合評估為C。而且，在實驗14中，從滾花輥36的圓周面上去除突起42而設為平坦狀，在支撐輥38的圓周面上形成有突起42，因而相對於實驗13，對滾花輥的位置與平坦狀輥的位置進行了調換。再者，滾花輥36為290°C，支撐輥38為25°C。在所述實驗14中，沉陷率為60%，沉陷評估為C，破損評估為D，從而無法搬送，綜合評估為D。
[0125]在將餘面角Θ1設為0°的實驗15中，沉陷率為80%，沉陷評估、破損評估為C，綜合評估為D。同樣地，在將餘面角Θ I設為40°的實驗17中，雖然沉陷率為25%，沉陷評估及破損評估為A，但是無法搬送，因而綜合評估為D。與此相對，在將餘面角Θ1設為5°的實驗14中，沉陷率為45%，沉陷評估及破損評估為B，綜合評估為B。同樣地，在餘面角Θ1為10。的實驗17及餘面角Θ1為20°的實驗18中，沉陷率為30%，沉陷評估及破損評估為A,綜合評估為A。
[0126]由以上的實驗結果獲知，具有平坦的圓周面的支撐輥38的適當溫度範圍為0°C以上且100°C以下。而且獲知，在圓周面上包含突起42的滾花輥36的適當溫度範圍為270°C以上且310°C以下。此外獲知，滾花輥36的餘面角Θ1為5°以上且20°以下。
【權利要求】
1.一種滾花裝置，對被搬送的帶狀的聚合物膜賦予滾花，所述滾花裝置的特徵在於，包括: 滾花輥，在圓周面上包含突起，與所述聚合物膜的第I面相接觸，且表面溫度為所述聚合物膜的熔點±20°c ;以及 支撐輥，包含平坦的圓周面，位於較所述滾花輥與所述聚合物膜的接觸位置更靠搬送方向下遊側位置，與所述第I面為相反側的第2面接觸而與所述滾花輥之間夾持所述聚合物膜，且表面溫度為100°C以下；並且 所述聚合物膜相對於所述滾花輥的餘面角為5°以上且20°以下。
2.根據權利要求1所述的滾花裝置，其特徵在於， 所述聚合物膜與所述滾花輥的接觸時間為2m秒以上且80m秒以下。
3.根據權利要求1所述的滾花裝置，其特徵在於， 所述聚合物膜的厚度Ft為25 μ m以上且60 μ m以下，當將滾花高度設為Hnl時，使滾花高度Hnl為Ft X0.05以上且Ft X0.30以下。
4.根據權利要求2所述的滾花裝置，其特徵在於， 所述聚合物膜的厚度Ft為25 μ m以上且60 μ m以下，當將滾花高度設為Hnl時，將滾花高度Hnl設為FtX0.05以上且FtX0.30以下。
5.根據權利要求1所述的滾花裝置，其特徵在於， 所述滾花輥及所述支撐輥設置於所述聚合物膜的寬度方向兩側部，所述滾花被賦予至所述聚合物膜的寬度方向兩側部。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的滾花裝置，其特徵在於， 所述聚合物膜為醯化纖維素膜，所述滾花輥的表面溫度為270°C以上且310°C以下，所述支撐輥的表面溫度為0°C以上且100°C以下。
7.—種滾花方法,其特徵在於， 使用根據權利要求1所述的滾花裝置，對所述聚合物膜賦予滾花。
8.一種膜卷製造方法，其特徵在於，包括: 滾花步驟，使用根據權利要求1所述的滾花裝置，對所述聚合物膜賦予滾花；以及 卷繞步驟，對經賦予所述滾花的聚合物膜進行卷繞。
【文檔編號】B29C59/04GK104139519SQ201410191438
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2013年5月8日
【發明者】佐部利彰人, 武田亮, 成川義亮 申請人:富士膠片株式會社