CN101274485A - 拉伸聚合物膜的方法和用于回收切割膜边缘的设备 - Google Patents

Abstract

利用双面胶带和单面胶带连接在前的TAC膜的后端部分和随后的TAC膜的前端部分。用边缘切割设备的切刀切割TAC膜的两个侧边。将切割侧边送到切碎吹送机。在所述切碎吹送机中，将切割侧边切成小片并经过第一导管送到破碎机。在接收胶带检测信号后，板控制器将板从关闭位置旋转至开启位置。当所述板在开启位置时，将薄膜切片经由开口从第一导管送到第二导管，然后送到贮器。

Description

拉伸聚合物膜的方法和用于回收切割膜边缘的设备

技术领域

本发明涉及用于拉伸聚合物膜的方法和用于回收已经从所述膜切割的边缘的设备。

背景技术

近年来，液晶显示器已经被迅速开发并推广。这个趋势产生纤维素酰化膜的需求增加，特别是用作液晶显示器保护膜的三乙酰纤维素(TAC)膜。随着需求增加，需要提高TAC膜的生产能力。TAC膜经常是根据下列方法生产的。首先，使用流延模将包括TAC和溶剂的涂料流延到连续运行载体上以形成流延膜。将流延膜干燥或冷却以形成它的自支撑性质。在已经拥有所述自支撑性质以后，将所述流延膜从载体剥离，然后干燥并卷成TAC膜。与根据熔体挤出法生产的膜相比，根据这样的溶液流延方法，生产的膜具有很少的混合在其中的杂质并且具有优异的光学性质。

在所述溶液流延方法中，用于所述涂料的载体可以是带或转鼓。为了提高流延速度，与带相比更优选转鼓。将所述载体上的流延膜干燥，或冷却并胶凝以便形成自支撑性质。同时，将所述膜拉伸以便控制生产的TAC膜的光学性质，特别是延迟特征。

最佳的膜生产速度和膜拉伸速度相互不同。膜生产速度，即流延速度一般比膜拉伸速度慢。因此，当将拉伸速度调节到流延速度时，所述膜可能没有被充分拉伸以改善生产的TAC膜的光学性质。鉴于此，提议离线即在溶液流延线的外部拉伸所述膜(见，例如，日本专利公开公布号2002-311240)。

如日本专利公开公布号2002-311240中所公开，当离线拉伸膜时，即，独立于所述溶液流延线拉伸膜时，优选连续地拉伸所述膜，以致有效进行膜拉伸。为了连续拉伸所述膜，可以利用连接带连接在前膜的后端和随后膜的前端。

在拉伸期间，所述膜的两个侧边是用保持构件保持的，所述保持构件如夹子。用夹子保持的膜边缘不能用作产品，因此将它们切割而与膜的主要部分分离。主要部分是膜在其侧边之间的宽度方向上的中心部分，并且将成为最终产品。鉴于经济利益，优选将切割的边缘切碎成片以再循环用于制备涂料。

然而，当使用连接带来连接TAC膜时，将所述连接带混合到切割膜边缘中。因为连接带和TAC膜的组分是不同的，所以在切割的膜边缘用于制备所述涂料时，所述连接带变成杂质。连接带的混合降低了再循环的TAC膜的品质。这样的问题不局限于TAC膜生产，而且可以发生在其中再循环切割的膜边缘用于制备涂料的任何聚合物膜生产中。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于拉伸聚合物膜的方法和用于回收切割的膜边缘的设备，所述方法和设备在将膜边缘用于再循环时保持再循环的聚合物膜的品质。

为了实现上述及其它目的，根据本发明的用于在其宽度方向上拉伸聚合物膜的方法包括连接步骤、供应步骤、拉伸步骤、切割步骤、切碎-吹送步骤、分离步骤、和回收步骤。在所述连接步骤中，利用连接带连接在前的聚合物膜的后端和随后的聚合物膜的前端。在供应步骤中，连续供应所连接的聚合物膜。在拉伸步骤中，所供应的聚合物膜是通过用夹子在其两个侧边保持而拉伸的。在拉伸步骤期间，通过所述夹子传送所述聚合物膜。在切割步骤中，在拉伸步骤以后从聚合物膜的主要部分切割所述侧边。主要部分是在所述侧边之间的聚合物膜的宽度方向上的中心部分。所述主要部分将是终产品。在切碎-吹送步骤中，将切割的侧边切成小片并用切碎吹送机吹送。在分离步骤中，基于指示连接带位置的信息，将具有连接带的小片与其它小片分离。在回收步骤中，将具有连接带的小片及其它小片分开回收。

优选将所述连接带定位在沿着其切割侧边的线之外。

将根据本发明的用于回收切割的膜边缘的回收设备提供到膜拉伸设备。膜拉伸设备利用连接带连接在前聚合物膜的后端和随后聚合物膜的前端，连续供应所连接的聚合物膜，并通过用夹子保持其两个侧边而在其宽度方向上拉伸所供应的聚合物膜。在拉伸步骤期间，通过所述夹子传送所述聚合物膜。本发明的回收设备包括切割设备、切碎吹送机、分离构件、和回收部。切割设备在拉伸步骤以后从聚合物膜的主要部分切割侧边。主要部分是在所述侧边之间的聚合物膜的宽度方向上的中心部分。所述主要部分将是终产品。切碎吹送机将切割的侧边切成小片并吹送它们。分离构件提供在切碎吹送机下游，并且基于指示连接带位置的信息，将具有连接带的小片与其它小片分离。回收部分开回收具有连接带的小片和其它小片。

根据本发明，基于指示连接带位置的信息，将具有连接带的小片与其它小片分离。由于此，所述连接带不会混合到回收的侧边。这防止了再循环的聚合物膜的品质劣化。

附图说明

当连同附图阅读时，从下列优选实施方案的详述，上述及其它目的和优点将是更显而易见的，其中在所有几个视图中，类似的附图标记标明类似或相应的部分，并且其中：

图1是图解离线拉伸设备的示意性视图；

图2是图解拉幅机的示意性视图；

图3是图解夹子的侧视图；

图4是图解在前的TAC膜、随后的TAC膜、双面胶带、和单面胶带的透视图；

图5是图解在前的TAC膜、在后的TAC膜、双面胶带、单面胶带、和切刀的顶部俯视图；和

图6A是图解第一导管和第二导管的剖面侧视图，其中板在关闭位置，并且图6B是图解第一导管和第二导管的剖面侧视图，其中所述板在开启位置。

具体实施方式

如图1中所示，离线拉伸设备2用于拉伸TAC膜3，并且装配有供应室4、拉幅机5、采用加热的应力松弛室6、冷却室7、和卷绕室8。供应室4储存已经在溶液流延线中生产的卷形式的TAC膜3。通过供应辊9将TAC膜3供应至拉幅机5。

在拉幅机5中，用夹子15保持TAC膜3的两个侧边(见图2)。当以此状态传送时，将TAC膜3加热并在膜宽度方向B上拉伸(见图2)。相对于拉伸以前的TAC膜3的宽度，TAC膜3在所述膜宽度方向B上优选拉伸100.5％到300％。

将储器10提供在供应室4和拉幅机5之间。在储器10中，保留一定长度的TAC膜3以形成环。所述一定长度是足以连接TAC膜3的长度。随后描述膜连接。在形成所述环以后，将TAC膜3送到拉幅机5。

如图2中所示，在拉幅机5中将TAC膜3在传送方向A上传送并且在膜宽度方向上拉伸。拉幅机5装备有第一轨道11、第二轨道12、第一链13和第二链14(两个都是循环链)。第一链13由第一轨道11引导，并且第二链14由第二轨道12引导。将拉幅机5内部的温度保持高温。拉幅机5可以根据需要在传送方向A上分成多个区域，以便改变每个区域中用于加热TAC膜3的条件。例如，从其上游到下游，在传送方向A上，拉幅机5可以分成预加热区、加热区、和采用加热的应力松弛区。

将夹子15以一定的间隔联接于第一和第二链13和14。在保持TAC膜3的侧边的同时，夹子15沿着每个轨道11或12移动，因此在所述膜的宽度方向B上拉伸TAC膜3。在这个实施方案中，在所述膜的宽度方向B上拉伸TAC膜3，以致在拉伸以后，TAC膜3的宽度变成拉伸以前其宽度的103％。拉伸比不局限于此，而可以根据所需光学性质等适当改变。

第一链13跨过驱动链轮21和从动链轮23桥接，并且由第一轨道11引导。第二链14跨过驱动链轮22和从动链轮24桥接，并且由第二轨道12引导。驱动链轮21和22提供在拉幅机出口27侧，并且由驱动机构(未显示)区动和旋转。从动链轮23和24提供在拉幅机入口26侧。

如图3中所示，每个夹子15是由夹子主体31和轨道联接部分32构成的。夹子主体31是由基本上C-形的框架33和挡板(flapper)34构成的。挡板34通过联接轴33a旋转联接于框架33。挡板34在保持位置和释放位置之间移动。在所述保持位置，挡板34成为垂直的。在释放位置中，如图3中所示，释放构件40接触并推进挡板34的啮合头34a，因此从垂直位置倾斜挡板34。即，挡板34围绕联接轴33a摇摆。挡板34在其自重之下通常在保持位置。TAC膜3保持在框架33的膜保持表面33b和挡板34的挡板底面34b之间。所述膜保持在位置(保持起始位置)PA开始(见图2)。

轨道联接部分32是由联接框架35和导辊36、37和38构成的。将第一链13或第二链14联接到联接框架35。通过与驱动链轮21或22的支撑表面或第一轨道11或第二轨道12的支撑表面接触而旋转导辊36、37和38。由于此，将夹子15沿着第一轨道11或第二轨道12引导，而不卸下驱动链轮21或22。

释放构件40安置在链轮21、22、23和24附近(见图2)。接近从动链轮23和24的释放构件40在位置PA的上游位置接触并推进夹子15的挡板34的啮合头34a，因此将挡板34放到释放位置中。由于此，夹子15可以接收TAC膜3的侧边。在夹子15经过位置PA时，释放构件40从啮合头34a缩回，因此将挡板34放到保持位置中。由于此，夹子15保持TAC膜3的侧边。以同样方式，在夹子15经过位置(保持释放点)PB时，接近驱动链轮21和22的释放构件40将挡板34放到释放位置。由于此，夹子15释放TAC膜3的侧边的保持。

如图4中所示，连接TAC膜3以在拉幅机5中连续拉伸它们。已经从供应室4供应的TAC膜3(在前的膜3a)的后端部分，和新供应的TAC膜3(随后的膜3b)的前端部分是利用双面胶带41和单面胶带42连接的。双面胶带41用于连接将是最终产品的TAC膜3的主要部分。单面胶带42用于连接将要在随后过程中切割的TAC膜3的侧边。用于胶带41和42的基底材料和粘合剂材料以及其厚度没有限制。例如，可以使用具有聚酯膜基底和丙烯酸粘合剂材料的商售胶带。胶带41和42的基底材料一般由聚酯等制成。

为了用双面胶带41连接在前的膜3a的后端部分和随后的膜3b的前端部分，首先，将双面胶带41粘到在前膜3a的后端部分的上表面。然后，将随后的膜3b的前端部分放在在前的膜3a的后端部分上，从而用双面胶带41连接膜3a和3b。膜3a和3b也用单面胶带42连接。在前膜3a的后端部分的侧边3c和随后的膜3b的前端部分的侧边3d是用单面胶带42连接的。利用胶带41和42的连接是在储器10的上游进行的。在连接时，将已经保留在储器10中的TAC膜3送到拉幅机5。由于此，所述膜连接可以在不停止膜传送的情况下进行。所述膜连接可以通过机器自动进行，或在其中离线拉伸设备2具有简单构造的情况下可以人工进行。当所述膜连接通过自动连接设备进行时，要连接的后端部分和前端部分定位在预定位置。然后，供应双面胶带41并粘在预定位置。然后，将后端部分和前端部分层叠，以便将双面胶带41插入在其间，并按压以相互粘合。接着，在预定位置供应单面胶带42并连接在前的和随后的膜3a和3b。

在拉幅机5中拉伸以后，将TAC膜3送到边缘切割设备43，如图1中所示。在边缘切割设备43中，TAC膜3的两个侧边是用切刀44切割的。所述侧边是用夹子15保持的TAC膜3的部分。将切割的侧边送到切碎吹送机45。将从其切割侧边的TAC膜3的主要部分送到应力松弛室6。

在应力松弛室6中，提供多个辊46。当通过辊46传送时，将TAC膜3加热并因此松弛其内应力。在应力松弛室6中，空气鼓风机(未显示)在要求的温度送出空气。空气的温度优选在20℃到250℃的范围内。然后，将TAC膜3送到冷却室7。

在冷却室7中，将TAC膜3冷却直到其温度达到30℃或更低，然后送到卷绕室8。在卷绕室8中，用卷绕卷47卷绕TAC膜3。在卷绕时，压辊48对于TAC膜3施加张力。

如图5中所示，将双面胶带41用于连接TAC膜3的主要部分。TAC膜3的主要部分是在侧边之间的TAC膜3的宽度方向上的中心部分。将单面胶带42用于连接TAC膜3的侧边。因为胶带41和42没有定位在沿着其用切刀44切割侧边的线上，所以胶带41和42未粘合到切刀44。由于此，可以防止由于胶带41和42的粘合而产生的切刀44的污染或切刀44的刃口的锐利性劣化。

如图6A和6B中所示，将TAC膜3的切割侧边在切碎吹送机45中切成小片(在下文中，薄膜切片51)。将薄膜切片51送到破碎机52。

将切碎吹送机45和破碎机52通过第一导管53连接。在切碎吹送机45中切割的薄膜切片51通过第一导管53被送到破碎机52。从切碎吹送机45将空气吹到破碎机52的鼓风机(未显示)提供在第一导管53的内部。用来自鼓风机的空气吹送薄膜切片51。经由开口53a将第二导管55连接到第一导管53，以便第二导管55从第一导管53分支。将附有单面胶带42的薄膜切片51通过第二导管55送到贮器54。

在第一导管53内部枢轴式地提供板56。板56在关闭位置(见图6A)和开启位置(见图6B)之间可由具有发动机、CPU等的板控制器57旋转。当板56在关闭位置时，板56关闭开口53a，并且薄膜切片51通过第一导管53被送到破碎机52。当板56在开启位置时，板56开启开口53a，并且将薄膜切片51经由开口53a从第一导管53送到第二导管55然后送到贮器54。通常将板56用板控制器57设定到关闭位置。

边缘切割设备43装有用于检测单面胶带42的胶带检测传感器58。当检测到单面胶带42的存在时，胶带检测传感器58将胶带检测信号输出到板控制器57。在接收胶带检测信号后，板控制器57将板56从关闭位置旋转到开启位置。当板56旋转到开启位置时，将薄膜切片51通过第一导管53、开口53a和第二导管55送到贮器54。

板56在开启位置停留预定的时段。确定该预定时段使其比具有单面胶带42的薄膜切片51经过板56所用的时间长。在预定时段期满后，板控制器57将板56旋回到关闭位置。由于该构造，具有单面胶带42的薄膜切片51没有送到破碎机52而是送到贮器54。送到贮器54的具有单面胶带42的薄膜切片51不能再循环因此被丢弃。胶带检测传感器58的位置是适当改变的，只要它位于板56的上游。在该实施方案中，用于从其它薄膜切片51分离具有单面胶带42的薄膜切片51的分离构件是由板56和板控制器57构成的。

将送到破碎机52的薄膜切片51切碎成片。因为所述碎片可以再循环用于制备涂料，所以鉴于成本节约，该方法是有利的。另外，送到破碎机52的薄膜切片51没有附着单面胶带42，因此省去了在再循环时除去胶带42的麻烦。

在该实施方案中，图1中显示的回收设备59是由边缘切割设备43、切刀44、切碎吹送机45、破碎机52、第一导管53、贮器54、第二导管55、板56、板控制器57、和胶带检测传感器58构成的。

根据众所周知的溶液流延方法，例如，在日本专利公开公布号2005-104148中公开的方法，生产TAC膜3。为了增加膜生产速度，将包括TAC和溶剂的涂料流延在冷却的转鼓上。将流延膜冷却并胶凝以具有自支撑性质。在已经拥有自支撑性质以后，剥离所述流延膜。将剥离的膜在针板拉幅机中干燥然后卷绕成卷形式作为TAC膜。当本发明应用于这样的TAC膜时，可以有效并有效率地生产具有优异光学性质的TAC膜。

在该实施方案中，将TAC膜3用作聚合物膜的实例。然而，本发明还可以用于其它种类的聚合物膜。

在本发明中多种改变和修改是可以的，并且可以理解是在本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种用于将聚合物膜在其宽度方向上拉伸的方法，所述方法包括下列步骤：

利用连接带连接在前的所述聚合物膜的后端和随后的所述聚合物膜的前端；

连续供应所述连接的聚合物膜；

将所述供应的聚合物膜通过用夹子保持其两侧边缘而拉伸，在所述拉伸步骤期间，所述聚合物膜是通过所述夹子传送的；

在所述拉伸步骤以后从所述聚合物膜的主要部分切割所述侧边，所述主要部分是在所述聚合物膜的宽度方向上、所述侧边之间的中心部分，所述主要部分成为终产品；

将切割的侧边用切碎吹送机切成小片，并且用所述切碎吹送机吹送所述小片；

基于指示所述连接带的位置的信息，将具有所述连接带的所述小片与其它小片分离；和

将具有所述连接带的所述小片和其它小片分开回收。

2.根据权利要求1的方法，其中将所述连接带定位在沿着其切割所述侧边的线之外。

3.一种提供到膜拉伸设备的用于回收切割的膜边缘的回收设备，所述拉伸设备用于利用连接带连接在前的聚合物膜的后端和随后的聚合物膜的前端，连续供应所连接的聚合物膜，并将所供应的聚合物膜通过用夹子保持其两个侧边在其宽度方向上拉伸，在所述拉伸步骤期间，所述聚合物膜是用所述夹子传送的，所述回收设备包括：

切割设备，所述切割设备用于在所述拉伸步骤以后从所述聚合物膜的主要部分切割所述侧边，所述主要部分是在所述侧边之间的所述聚合物膜的宽度方向上的中心部分，所述主要部分成为终产品；

切碎吹送机，所述切碎吹送机用于将所述切割的侧边切成小片并吹送所述小片；

提供在所述切碎吹送机下游的分离构件，基于指示所述连接带位置的信息，所述分离构件将具有所述连接带的所述小片与其它小片分离；

回收部，所述回收部用于将具有所述连接带的所述小片和其它小片分开回收。

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