CN102548880B - 料片传输方法及采用该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用具有弹性毛圈(16)接合表面的接合覆盖物(10)传输料片材料的方法。另外，料片传输辊(12)上面具有接合覆盖物。

Description

料片传输方法及采用该方法的设备
相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求2009年9月24日提交的美国临时申请No.61/245,335的优先权。
技术领域
本发明涉及料片传输或料片处理方法和设备，具体地讲，涉及使用上面具有毛圈支承表面或套管的辊的方法和设备。
背景技术
为了提高所用方法能够达到的加工效率和能力，许多产品通常是以连续料片形式制造的。术语“料片”在本文中用来描述以连续的柔性条带形式制造或加工的薄材料。示例性的例子包括薄塑料、纸张、纺织物、金属，以及此类材料的复合物。
此类操作通常需要使用一个或多个辊，在很多情况下需要更多个辊(有时称为滚筒)，在加工过程中可以通过一系列处理、制造步骤等围绕这些辊传输料片。辊可用于多个目的，包括(例如)旋转料片的方向、向辊隙工位中的料片施加压力、使料片通过涂布和其他处理工位、使多个料片进行层合、拉伸料片等。此类操作中使用的辊由多种材料制成，材料的选择很大程度上取决于处理的料片、操作参数(如速度、温度、湿度、张力等)。用于制造辊的材料或其表面上覆盖的材料的某些示例性例子包括橡胶、塑料、金属(如铝、钢、钨等)、泡沫、毡和织造织物。具体的辊可以被构造为自由滚动的、机动的(与料片行进方向相同或相反，与料片行进速度相同或不同等)等，这取决于所需的张力参数。
已知的是，使辊表面纹理化可以提高料片传输性能。例如，美国专利No.4,426,757(Hourticolon等人)以及4,910,843、4,914,796和4,970,768(均授予Lioy等人)公开了在辊表面中形成腔以改善快速移动料片所携带的空气的效应。
新一代产品需要更严密和精确的规格。更严格的质量控制规格需要更高效的工艺。使用料片处理的制造商似乎一直在寻求获得更高的料片加工速度。需要的是改善的料片传送和料片处理方法及设备，特别是用于要求较高的料片材料(如光学膜和其他专业塑性材料)的高速、高产能制造和处理的方法及设备。
发明内容
本发明提供了新型料片处理或传输方法以及新型料片传输设备。所述料片传输方法和设备可以用于多种料片。它们在高速、高产能工业级制造操作中与精细或高级膜(如光学膜)一起使用时具有独特的优点。此外，本发明还提供了制备新型料片传输设备的新型方法。
简而言之，本发明的料片传输方法包括：
(a)提供料片材料；
(b)提供至少一个具有弹性毛圈接合表面的辊；
(c)将料片材料构造成传送构型；以及
(d)使料片材料通过与接合表面接合接触进行传送。
简单地讲，如本文所述，本发明的设备包括具有芯和弹性毛圈接合表面的辊。
简而言之，本发明的制备料片传输设备的方法包括：
(a)提供具有织造底层的针织织物，其中织造底层具有第一和第二面以及从第一面突出的弹性毛圈；
(b)将弹性体涂料组合物涂覆到毛圈上；以及
(c)干燥涂料组合物，使弹性体聚合物沉积物留在毛圈上，形成接合表面。
已发现本发明可提供许多令人惊奇的结果和优点，其中一些如下：1)当料片在辊上传输时，可以减少料片的磨损或刮擦，2)当料片通过传输系统传输或传送时，可以最小化料片的高频张力和速度变化；3)传输过程中可以清洁料片，以及4)降低传输过程中料片的塑化和/或变形。因此，使用本发明的料片制造操作可以提供如下有益效果：通过减少浪费而提高产率、表现出大幅的成本节省以及降低环境要求。
本发明特别有利于制造高质量聚合物膜，例如，用于光管理应用(如显示器)的光学膜。示例性的例子包括光导装置、镜膜、光重定向膜、延迟薄膜、光偏振膜和漫射膜。根据本发明，可以通过减少浪费、降低维护要求和降低成本而更高效地制备此类高技术膜。
附图说明
结合附图对本发明进行进一步说明，其中：
图1为根据本发明的具有接合覆盖物的辊的一个实施例的示意性截面图，
图2为图1所示接合覆盖物的一部分的透视图，
图3为本发明设备的一个实施例的示意性截面图，
图4为正在辊上传输的料片的张力分布的示意图，
图5为本发明接合覆盖物毛圈的一个实施例的照片，以及
图6为本发明接合覆盖物毛圈的另一个实施例的照片。
这些图未按比例绘制，它们仅是用于展示，不会限制本发明。
具体实施方式
本文所用的下列术语具有指定的含义；其他术语在说明书其他地方定义。
“传输”用来指料片从第一位置移动至第二位置，其中料片通过与辊接合接触进行传送。
“接合接触”用来指料片与辊之间的接触，这种接触可使得料片在传输时与辊的接合覆盖物接合，通过与料片接触而压紧覆盖物。
“接合表面”是接合覆盖物的径向向外部分，当料片传输时它直接与料片接触。
“接合区”是特定时刻直接与料片接触的接合表面部分。
“弹性”用来指变形或压缩并随后恢复先前形状或蓬松度的能力。
“料片”是指柔性的细长带状物或片材。
如上文所述，本发明传输料片材料的方法包括：
(a)提供料片材料；
(b)提供至少一个具有弹性毛圈接合表面的辊；
(c)将料片材料构造成传送构型；以及
(d)通过使料片材料与接合表面接合接触而传送所述料片。
料片材料通常以例如自身卷绕或卷绕在芯上的卷筒形式提供，但如果需要，也可以其他构型提供。
本发明可以用于多种料片材料，示例性的例子包括塑料、纸张、金属和复合膜或箔。
在一些实施例中，料片材料是从中间存储状态提供的，如来自原材料和/或中间材料库存。在其他实施例中，可以直接从先前工序向本发明工序提供料片材料，如从成膜工序进行牵引进料。料片材料可以是单层或多层，在某些情况下，本发明用于在制造操作中以一个或多个额外的层的形式传输料片材料，和/或对料片材料进行一种或多种处理。
将料片材料构造成传送构型仅表示将料片材料布置成可使其与根据本发明的辊的接合表面接合接触的位置和方向。在多个实施例中，这仅包括展开卷筒形式的料片材料的一部分，使其可以与接合表面接合接触。在其他示例性实施例中，料片材料在操作的前体部分中形成，即，以接连方式形成，并直接传送到本发明的料片传输设备中，而不用卷绕成卷筒形式，如，聚合物材料以接连方式挤出或浇注而形成膜，这时处于未卷绕成卷筒形式的传送构型的膜正是用本发明设备传输的料片材料。
然后，用设备传输料片材料，此时通过与本发明的辊的接合表面接合接触而传送料片材料。
图1示出了本发明的示例性实施例，其中示出了辊12上的接合覆盖物10。在所示的实施例中，接合覆盖物10可以从辊12上移除，它包括底层14和从其第一面向上延伸形成接合表面的毛圈16。层14的第二面与辊12接触。图2示出了接合覆盖物10的一部分。
图3示出了使用中的本发明设备的实施例，其中示出了通过导辊12a、加工工位20和拉引辊12b并进行(例如)进一步加工(未示出)的料片18，所述进一步加工例如施加涂层、层合到另一种材料上、暴露等，或者只是卷绕成卷筒形式。导辊12a具有根据本发明的接合覆盖物10a，拉引辊12b具有根据本发明的接合覆盖物10b。
根据实施例，本发明的料片传输设备可以包括一个或多个具有本发明接合覆盖物的辊，并且还可以包括一个或多个未装有此类接合覆盖物的辊。某些实施例使用十数个或更多个连续的辊，其中某些、大部分或甚至所有的辊都装有本发明的接合覆盖物。在具有两个或更多个装有本发明接合覆盖物的辊的设备的实施例中，接合覆盖物可以选择为具有不同的性质，以便优化制造序列内不同位置处的性能。
本发明的一个优点是接合覆盖物通常易于安装在现有的辊上，而不会大幅进行设备变更或不需要对设备组件进行大幅的重新配置。因此，易于在现有的料片传输设备上重装上本发明的接合覆盖物，从而实现随之而来的性能改进。
将接合覆盖物安装到辊上的方式取决于如设备和辊的构型等因素，如，在某些情况下，必须将辊从其操作位置上取下，以便将接合覆盖物安装到它上面，而在其他情况下，可以将覆盖物与辊一起安装到操作位置。
在操作过程中，接合覆盖物不应在下面的辊上滑动或拉伸，因为这会导致设备的多个组件磨损、料片损坏，或其他性能受损。在许多情况下，当接合覆盖物只是本文所述的针织织物并与下面的辊的表面具有紧密贴合性时，操作过程中接合覆盖物的第二面可以一直稳定地设置在辊上。在某些情况下，可以使用安装装置，如中间粘合剂、成对的钩环扣件、连接到辊上的刚性外壳等。在某些情况下，将本发明的多个接合覆盖物安装到单个辊上，安装到辊上的方式为同中心地安装，其中每个接合覆盖物的接合表面自辊向外取向或远离辊取向。
在优选的实施例中，接合覆盖物是如本文所述的针织织物，它以可拆除的套管的形式安装在辊上。套管优选地是无缝的，并应当具有合适的尺寸，以便紧紧地贴合在辊的周围，而不会产生任何蓬松的凸起或隆起。在许多实施例中，套管被构造为足够远地延伸超过辊的两端以便可以将其扎牢和系住；如果套管具有合适的尺寸，该行为通常趋向于拉紧套管。套管通常应至少与料片一样宽，优选地比料片宽，以便消除有关行进料片的对齐的顾虑。
可以通过常规的方法实现接合覆盖物在辊上的安装，这部分地取决于接合覆盖物的性质和传输设备的性质。接合覆盖物优选地在操作过程中不会在辊芯上滑动。在许多实施例中，覆盖物是紧紧贴合在辊上的套管形式，任选地延伸超过辊的两端以足以在此处扎牢。在一些实施例中，接合覆盖物和辊表面具有足够的摩擦效应，在某些情况下，可以采用另外的装置，如粘合剂或钩环型扣件机构。
尽管通常需要使本发明的套管底部拉伸，以便紧密贴合在辊上，但底部在操作期间不应拉伸，以便在所传输的料片下面集中。
或者，可以将辊与本文所述的接合覆盖物一起制造，使其更牢固地附接在辊的外表面上。
可拆除的实施例的一个优点是，与翻新具有根据本发明的一体化接合表面的辊相比，通过更换辊上的可拆除接合覆盖物来更换接合表面通常更容易，也更便宜。
图2示出了示例性实施例，其中接合覆盖物10包括底部14和其第一面上的毛圈16。
在代表性实施例中，用每一针处具有毛圈的针织织物制备覆盖物。在示例性实施例中，每英寸有25针(1针/毫米)。制备织物所用的纤维材料可以是单丝股线、复丝股线(如缠绕在一起形成单根线的两根或更多根股线)，或者它们的组合。
在许多实施例中，毛圈具有约0.4至约0.8mm，优选地约0.5至约0.7mm的毛圈高度(即，从底层顶部所限定平面到毛圈顶点的尺寸)。应当理解，在某些实施例中，可以使用毛圈高度超出该范围的接合覆盖物。如果毛圈高度不够，覆盖物无法为料片提供有效的缓冲效应，从而无法实现本发明的全部有益效果。如果毛圈高度太高，绒往往会比较松软，从而不利地影响料片传送或损坏传输的料片。
绒应当足够稠密，以便在传输过程中能够支持料片，从而可靠地实现本发明的有益效果。例如，毛圈的纤维应选择为具有适合所述应用的纤度，较厚的纤维可提供相对较大的抗压缩性。示例性的例子包括纤度为约100至约500的纤维。应当理解，在根据本发明的某些实施例中，也可以使用纤度超出该范围的纤维。
尽管我们不希望受该理论的限制，但据信当如本文所述使用时，本发明的接合表面可以减少或消除会在料片与辊表面之间形成的Know-Sweeney空气界面层。此外，由绒层引入系统的回弹力可以显著降低或抑制传输过程中料片所经受的速度和/或张力波动。因此，本发明可允许以快速、高效的方式传输和处理料片，而不会磨损表面或产生会降低性能的变化。例如，当经受在典型的高速、高张力操作中遇到的应力时，一些聚合物料片材料(如聚酯)会产生塑化和/或变形，这会损害其所需的光学或物理特性。我们惊奇地发现，使用根据本发明的辊覆盖物可以使这些有害的影响降至最低。
在示例性实施例中，纤维材料选自聚(四氟乙烯)(PTFE，如纤维)、芳纶(如)、聚酯、聚丙烯、尼龙，或者它们的组合。本领域的技术人员能够很容易地选择可以有效针织并可用于本发明覆盖物的其他纤维。
通常将底部针织为使其可提供所需的性质，以允许将其放置在辊上并根据本发明使用，例如，易于在辊上充分拉伸和滑动，以允许对其进行安装，同时在操作期间又不会不利地拉伸。
可以用作制备本发明接合覆盖物的套管材料的一些示例性例子包括：HS4-16和HS6-23聚酯套管，得自SyfilcoLtd.，Exeter，Ontario，Canada；WM-0401C、WM-0601和WM-0801聚酯套管，得自ZodiacFabricsCompany，London，Ontario，Canada或其子公司CarriffCorp.，Midland，NC；以及BBW3310TP-9.5和BBW310TP-7.5套管，得自DrumFilterMedia，Inc.，HighPoint，NC。
通常针织织物是使用已用润滑剂处理以有利于编织操作的纤维材料制成的。当所得的针织织物用于根据本发明的料片传输操作时，此类润滑剂往往会被磨损掉，使其与料片的摩擦性能产生变化并产生潜在的污染问题。因此，通常优选地洗涤或擦洗用作本文辊覆盖物的织物。
选择的材料应适合料片材料和操作条件，如在环境操作条件(如温度、湿度、存在的材料等)下稳定并耐用。已观察到，如果接合覆盖物材料的颜色是料片材料的对比色，有利于发现接合覆盖物所捕获的碎屑，如将接合覆盖物中的黑色聚酯纤维与透明薄膜料片一起使用。
通常，由于需要用针织方法制备，所以针织织物用具有有限弹性体特性的纤维材料制成，从而使纤维可以在彼此接触时四处移动，以形成所需的织物。在许多情况下，将润滑剂涂覆到纤维上，以有利于针织操作。优选的是，例如通过清洁或擦洗材料(如在使用前洗涤)从本发明所用的针织物上去除此类润滑剂。在某些情况下，可以将针织物用作本发明的接合表面，使润滑剂逐渐磨损掉。
通常，优选的是接合覆盖物的毛圈与料片的摩擦系数为约0.25至约2，通常优选地为约1.0或更大，但如果需要，也可以使用摩擦系数超出该范围的接合覆盖物。
接合表面与料片之间所需的夹持度或摩擦系数(“COF”)部分地取决于所用辊的功能。例如，就惰辊或在极小张力差值(即，下文所述皮带张力方程(BeltEquation)中的T1与T2之间的较小差值)下操作的其他辊而言，通常需要较低的COF。就驱动辊而言，特别是在大张力差值(即，T1与T2的差值很大)下操作的高驱动辊，通常需要较高的COF。
在一些情况下，为了能够同时获得与料片的所需摩擦性能、耐磨性、径向弹性模量和毛圈弹性，可以将大量所选择的弹性较大(与纤维绒材料相比)的聚合物材料施加到接合表面上，形成可以提高接合表面与料片之间的有效COF的夹持加强元件。我们发现，当使用弹性体元件时，如果弹性体元件具有小于约75，有时约30至约60，优选地约30至约45的肖氏硬度A时，可以获得改善的性能。通常，优选的是，夹持加强元件在绒面上以不连续元件阵列的形式提供。
简而言之，本发明接合覆盖物的此类加强实施例通过以下步骤制备：
(a)提供具有织造底层的针织织物，其中织造底层具有第一和第二面以及从第一侧面突出的弹性毛圈；
(b)将弹性体涂料组合物涂覆到毛圈上，优选地在洗涤或擦洗后涂覆，以便从中去除任何碎屑和/或润滑剂；以及
(c)任选地清除过量的弹性体涂料组合物，将其上不连续的沉积物留在毛圈上；以及
(d)固化涂料组合物，以便在毛圈上留下一个或多个夹持加强元件，从而形成接合覆盖物。
根据所选择的弹性体材料，可以通过以下方法进行固化：通过干燥去除溶剂或其他液体载体；通过暴露于光化辐射(如热、电子束、紫外线等)进行交联；通过化学交联剂的作用进行交联；或者它们的组合。
在一些实施例中，弹性体涂料组合物包括溶解在一种或多种溶剂中的一种或多种弹性体聚合物。
可用于形成夹持加强元件的弹性体聚合物的示例性例子包括选自以下的那些聚合物：KRATONTM聚合物(如苯乙烯)、氨基甲酸酯、丙烯酸类树脂、有机硅、烯烃以及它们的共聚物、嵌段共聚物和它们的其他组合。
本领域的技术人员可以很容易地选出合适的溶剂，选择的溶剂或溶剂组合应可以有效地溶解弹性体聚合物、与针织物的毛圈和底层相容、便于使用并具有干燥性能。示例性的例子包括(但不限于)二甲苯、甲苯、异丙醇、甲基乙基酮以及它们的组合。
在一些实施例中，弹性体涂料组合物包含约10重量％至约50重量％的弹性体聚合物。应当理解，如果需要，也可以使用浓度更小或更大的涂料组合物。
在一些其他实施例中，弹性体涂料组合物包含弹性体聚合物的水基乳液。
在其他实施例中，弹性体涂料组合物交联形成所需的沉积物或夹持加强元件。
将包含一种或多种弹性体聚合物的弹性体涂料组合物涂覆到毛圈上。可以使用任何合适的涂覆方法，而且本领域的技术人员可以很容易选择合适的涂覆方法，例如浸渍、涂布或喷涂的一些方法。
根据涂覆到毛圈上的涂料组合物的多少，可能有利的是从上面去除一定量的涂料组合物，以达到所需的最终沉积量。例如，通常优选地将一系列离散的不相连的元件设置在绒表面上。去除方法的示例性例子包括擦拭、橡胶扫帚、刮墨刀、穿过辊隙等，从而获得所需的沉积程度和沉积物布置方式。
涂覆之后，涂料组合物进行原位固化，从而留下所需的夹持加强元件。在代表性实施例中，构成夹持加强元件的所得弹性体涂层的量等于毛圈重量的约5重量％至约50重量％，通常优选地为约5至约20重量％，通常最优选地为约10重量％。如果弹性体涂层过少，那么就无法使与料片的摩擦系数达到所需提高程度。如果弹性体涂层太多，那么毛圈会过分缠结而无法提供所需的弹性支持，导致料片损坏或产生其他损害，涂层的一部分往往会在使用过程中分离并污染料片或不利于料片传输。
可以在将接合覆盖物安装到辊上之前或之后将弹性体聚合物沉积在毛圈上。
图5示出了本发明接合覆盖物的示例性毛圈，其中可以看见绒纤维22。图6示出了上面沉积弹性体聚合物之后的本发明接合覆盖物的示例性毛圈的放大视图，其中可以看见纤维22和沉积物24。
所谓与辊接合接触是指料片在称为接合区的弧形部分上以足够的压力接触辊的接合表面，以便至少部分地压缩毛圈。在此类构造中，辊的一侧面上的料片张力与辊的另一侧面上的料片张力不同。参照图4，可以通过有时称为皮带张力方程的方程理解所用辊任一侧面上的料片张力与辊接合表面的性质的关系：
T2＝T1×eθμ
其中T1为靠近辊的料片的张力，T2为远离辊的料片的张力，θ为用弧度表示的接合区角宽度，μ为辊接合表面与料片表面之间的摩擦系数。
本发明可以与已知的料片传送辊一起使用，包括(例如)橡胶辊、金属辊(如铝、钢、钨等)和复合辊。本发明可以在构造成多种不同功能的辊上使用，包括(但不限于)退绕辊、张力控制辊、导辊、惰辊、拉引辊、真空拉引辊、驱动辊、轧辊、涂层机支撑辊等。使用本发明的辊可以是实心或中空的，并可以包括可施加真空效应、加热料片、冷却料片等的设备。
如上文所述，在某些情况下，设备可以包括上面安装有多个本发明接合覆盖物的辊，其中多个接合覆盖物同中心地安装在辊上。这样可以形成较厚的衬垫厚度，从而提高接合覆盖物的减震效应。另外，在某些情况下，特别是大型工业环境中，与从辊上移除接合覆盖物所需的精力相比，将接合覆盖物安装到辊上需要明显更多的精力。因此，如果将多个接合覆盖物安装到辊上，那么当外面的那个被污染和/或磨损而不能使用时，可以移除外部接合覆盖物，露出下面的本发明接合覆盖物，这与重新安装新覆盖物相比，可以显著降低成本和精力。
本发明可以与多种料片材料结合使用。它非常合适并可以提供与高质量聚合物材料(如光学膜)料片的制造和处理相关的独特优点。此类膜通常包括选定聚合物材料(如辐射固化组合物)的一个或多个层，它们通常需要精确和均一的宽度、厚度、膜性质等规格，并具有非常低的缺陷率。料片材料可以具有单层或多层构造。
可以用本发明制备的光学膜的示例性例子包括美国专利No.5,175,030(Lu等人)、美国专利No.5,183,597(Lu)、5,161,041(Abileah)、5,828,488(Ouderkirk等人)、5,919,551(Cobb等人)、6,277,471(Tang)、6,280,063(Fong)、6,759,113(Tang)、6,991,695(Tait等人)、7,269,327(Tang)、7,269,328(Tang)和美国专利申请公开No.2002/0057564(Campbell等人)中所公开的那些膜。
如本领域的技术人员所已知，此类膜可以由多种已知合适的材料制成，如辐射固化单官能和多官能(甲基)丙烯酸酯单体的混合物，并可以根据已知技术制造，如微复制工艺。示例性的例子包括诸如聚(甲基)丙烯酰基单体的单体，所述聚(甲基)丙烯酰基单体选自：(a)含有单(甲基丙烯酰基)的化合物，如丙烯酸苯氧乙酯、乙氧基化的丙烯酸苯氧乙酯、丙烯酸2-乙氧基乙氧基乙酯、乙氧基化的丙烯酸四氢糠醛酯和丙烯酸己内酯，(b)含有二(甲基)丙烯酰基的化合物，如1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇单丙烯酸酯、单甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、烷氧基化的脂族30二丙烯酸酯、烷氧基化的环己烷二甲醇二丙烯酸酯、烷氧基化的己二醇二丙烯酸酯、烷氧基化的新戊二醇二丙烯酸酯、己内酯改性的新戊二醇羟基新戊酯二丙烯酸酯、己内酯改性的新戊二醇羟基新戊酯二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化的(10)双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化的(3)双酚A5二丙烯酸酯、乙氧基化的(30)双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化的(4)双酚A二丙烯酸酯、羟基新戊醛改性的三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、丙氧基化的新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三乙二醇10二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯；(c)含有三(甲基)丙烯酰基的化合物，如甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化的三丙烯酸酯(例如乙氧基化的(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化的(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化的(9)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化的(20)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、丙氧基化的三丙烯酸酯(例如丙氧基化的(3)甘油基15三丙烯酸酯、丙氧基化的(5.5)甘油基三丙烯酸酯、丙氧基化的(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化的(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯；(d)更高官能度的含有(甲基)丙烯酰基的化合物，如季戊四醇四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、乙氧基化的(4)季戊四醇四丙烯酸酯、己内酯20改性的双季戊四醇六丙烯酸酯；(e)低聚(甲基)丙烯酰基化合物，例如，氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯；前述化合物的聚丙烯酰胺类似物；和它们的组合。这种化合物可广泛得自供应商，例如，SartomerCompany(Exton，Pennsylvania)；UCBChemicalsCorporation(Smyrna，Georgia)；和AldrichChemicalCompany(Milwaukee，Wisconsin)。其他可用的(甲基)丙烯酸酯材料包括含乙内酰脲部分的聚(甲基)丙烯酸酯，例如，如美国专利No.4,262,072(Wendling等人)中所述。
在一些实施例中，料片是(如)聚酯(如光学级聚对苯二甲酸乙二醇酯和MELINEXTMPET，得自DuPontFilms)或聚碳酸酯的单一膜。在一些实施例中，膜包含如下的这些材料：例如，苯乙烯-丙烯腈、乙酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、三乙酸纤维素、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、基于萘二甲酸的共聚物或共混物、多环烯烃和聚酰亚胺。
令人惊奇的是，发现通过提供具有本文所述接合覆盖物的料片传送/处理辊，可以获得大量的性能优点。某些高价值料片材料(如光学膜)的特征在于高模量、刚性。因此，料片不抗拉伸，并且在料片传送过程中当它们在辊上滑动时会因通过料片生产线遇到的震摇力而受到磨损或甚至断裂。此外，料片材料的整体性质会因这种力而发生不可取的改变，如在超出其屈服点后发生塑化，从而变得松弛。这些改变会使所得的材料不太适合最终用途，如使其难以操作，破坏光学性质的均一性等。
本文所述的接合覆盖物具有低径向弹性模量，同时摩擦学特性增强。因此，本发明提供了方便且成本低的方法，可以减小料片传送和处理过程中对料片造成的不良效应。
接合覆盖物可以提供适合辊表面的低径向弹性模量特性，这可以补偿复杂料片传送系统中遇到的多种变动，如张力变化和速度变化，这些变动是由于多种原因而产生的，如料片性质(如厚度、模量等)的变化、具有多个辊的系统中的各个辊的性能或特性的变化、驱动辊的功率波动等。根据本发明，覆盖物能够使料片避免可能产生的屈曲和褶皱。此外，发现在料片通过料片生产线行进时覆盖物可以抑制料片的速度和张力变化。因此，高质量料片(如光学级料片)可以在高速(如100fpm、150fpm、170fpm或更高)下处理，并且料片的劣化(如变形、磨损等)有所减轻。此外，绒构造据信可以捕集会损坏所处理的料片的杂质，如脏颗粒。
本发明可以在只有一个或两个辊的料片传送设备或具有多个辊的系统上使用。本发明的覆盖物可以在系统中的一个或两个选定辊上使用，或者如果需要，可以在整个系统的多个辊上使用。
制备操作可以包括形成料片，然后处理料片，如施加底漆、另外的光学层、粘合剂、着色剂等。本发明提供了以技术上有效、符合成本效益的方式进行此类操作的方法。
实例
参照如下示例性实例进一步解释本发明。
实例1
生产规模的商用双轴取向PET膜生产线上的23个辊上装有本发明示例性的弹性毛圈接合覆盖物。所测试的辊类型包括惰辊、涂层机支撑辊和拉引辊。
五种用作接合覆盖物的具有合适直径的不同类型圆形针织原料得自Syfilco，Ltd.(Exeter，Ontario，Canada)，如下所示：
PET-HS6：毛圈套管，直径6英寸(15cm)，由150旦尼尔聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维制成，毛圈高度为0.7mm。
PET-HS4：毛圈套管，直径为4英寸(10cm)，由150旦尼尔聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维制成，毛圈高度为0.7mm。
聚丙烯：毛圈套管，直径为6英寸(15cm)，由聚丙烯纤维制成，毛圈高度为0.5mm。
PTFE-400-HS6：毛圈套管，直径为6英寸(15cm)，由400旦尼尔聚四氟乙烯纤维制成，毛圈高度为0.6mm。
PTFE-200-HS6：毛圈套管，直径为6英寸(15cm)，由200旦尼尔聚四氟乙烯纤维制成，毛圈高度为0.6mm。
生产线上装有本发明接合覆盖物的辊选择为代表多种辊材料类型和功能类型。某些辊装有一个接合覆盖物，某些装有两个覆盖物，一个覆盖物按指定方式拉到另一个覆盖物上。表1汇总了辊材料和接合覆盖物材料。
表1
膜生产线运行四天。监控膜是否刮擦和磨损，这是运行期间未使用本发明接合覆盖物时，膜生产线产生次品卷筒的重要原因。监控辊接合覆盖物是否磨损、拉伸，以及毛圈接合表面上是否堆积有异物。
在任何接合覆盖物上都未观察到因磨损而导致的异物堆积。然而，观察到毛圈接合覆盖物吸引微粒碎屑，但似乎可以隔离该碎屑而免于刮伤传送中的膜。由于存在此类碎屑，偶尔会在接合覆盖物中观察到小孔或裂口，但未发现这些孔或裂口会造成性能劣化。某些接合覆盖物在使用时产生轴向拉伸，尤其是在大约第一个小时使用时。拉引辊和膜张力相对较高的辊产生的拉伸最明显。拉伸并不限于覆盖物材料中的具体某一种。聚丙烯接合覆盖物在使用四天后表现出少量的绒展平，但仍可以用于消除刮擦和磨损。具有200旦尼尔PTFE覆盖物的某些辊表现出少量的纤维断裂，导致一定程度的毛圈磨损。400旦尼尔PTFE表现出极少的磨损。PET覆盖物材料未显示可见的磨损迹象。单层覆盖物辊和双层覆盖物辊的性能看起来没有差别。
由于使用毛圈接合覆盖物，膜的磨损和刮擦现象大大减少。观察到任何有覆盖物的辊都不会使刮伤明显增多，即使是那些捕集了大量微粒碎屑的辊。从以往情况来看，在这种膜生产线上，因面向辊的料片侧面上产生刮擦和磨损而产生的卷筒次品比率占全部卷筒次品的大约4.5％。该值的范围有时会高达全部卷筒次品的7％，极少低于2.5％。在该试验中，因刮擦和磨损而产生的卷筒次品数量只占全部卷筒次品的1.7％。
实例2
使用与实例1相同的膜生产线。通过试误法，在另外的辊上覆盖选择的毛圈接合覆盖物，直到大部分辊都如此覆盖，观察到因磨损和刮擦而产生的卷筒次品率逐渐降低。在连续五个月内，观察到每月因磨损和刮擦而产生的卷筒次品占全部卷筒次品的比率小于0.5％。在操作时未使用毛圈辊覆盖物的相同的膜生产线上，一个月内因磨损和刮擦而产生的卷筒次品占全部卷筒次品的比率以前从来没有低于0.6％。
实例3至20
在这些实例中，可以将实例1中所用的相同圆形针织原料PET-HS6与以商品名FT-10201得自ZodiacFabricsCo.(London，Ontario，Canada)的圆形针织原料互换使用，作为接合覆盖物。FT-10201为直径2英寸(5cm)的毛圈套管，由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维制成。
对于实例3至20中的每一个，矩形样品都是用管状原料切割而成的。然后测试实例3的样品，用型号SP-102B-3M90的IMASS，Inc.(Accord，MA，USA)滑动/剥离测试机测定它与双轴取向的PET膜的动态滑动摩擦系数。根据设备手册进行该测试，不同的是由于所测试的毛圈织物的蓬松性质，测试设备的200g滑块要添上1000g的砝码以增加其重量。该设备能够记录约0.1与约2.0之间的动态摩擦系数(“COF”)。
实例3的样品显示COF为0.5。然而，在重复运行时观察到，随着测试不断重复，未涂布样品的COF会下降，并继续下降，直到达到约0.3的COF平台水平。可以确定这种结果是由这样的事实造成的：按原样使用的原材料包括纤维上使用的有助于编织成毛圈织物的微量润滑油。据推测，这种油也会在重复测试运行中逐渐转移到PET膜上，使两个表面都被润滑，从而使COF降低。
对于实例4，使用相同原料的重复样品。将该织物样品浸入一系列溶剂浴中，洗去润滑油。溶剂浴包含乙酸乙酯、丙酮、异丙醇，最后是水。干燥之后，用与实例3相同的方式测试所得织物的COF。实例4样品显示COF为约0.5，在50次重复测量中该结果保持不变。
对于实例5至20，都与实例4一样将每个PET织物样品浸入浴中，去除润滑油。然后按照如下步骤在每个样品上形成夹持加强元件。使用指定的甲苯或70∶30的甲苯与异丙醇共混物(这取决于要涂覆的聚合物)制备10重量％的要涂覆到PET毛圈织物上的聚合物溶液。详细信息列于表2中。将样品浸入指定的涂布溶液中，以便有效地浸透织物的毛圈表面。织物很容易吸收溶液，从而使弹性体材料有效地沉积在底部织物的背面上。然后让溶剂在室温下从涂布的织物上蒸发。通过在100℃的烘箱中加热去除剩余的溶剂。在每种情况下，结果都是毛圈织物中单独的和交叉的PET纤维上涂有第二聚合物，这可以通过在光学和电子显微镜下观察确定，如图6所示。通过称量样品显示，涂覆的聚合物使PET纤维增重了约15至20重量％。
然后用与实例3相同的设备和步骤，通过测试每个样品确定它与双轴取向的PET膜的动态滑动摩擦系数。表2示出了要涂覆的聚合物、聚合物的一般化学组成、所用的溶剂以及测得的COF。据观察，可以将被涂覆的毛圈织物制成具有宽范围的COF，从与未涂覆PET毛圈织物大致相同的COF(即约0.5)到大于2.0。
所有KRATONTM嵌段共聚物都得自KratonPolymersLLC(Belpre，OH，USA)。QUINTACTM3620得自ZeonChemicalsLP(Louisville，KY，USA)。VECTORTM8508A得自DexcoPolymersLP(Houston，TX，USA)。LUBIZOLTM和ESTANETM聚合物均得自TheLubrizolCorp.(Wickliffe，OH，USA)。SBR橡胶得自DynasolElastomerosSAdeCV(Altamira，Mexico)。NORDELTMEPDM4570得自DowChemicalCo.(Midland，MI，USA)。HUNTSMANTMIROGRANTM160E-4902得自HuntsmanLLC(AuburnHills，MI，USA)。
对于这些材料中的多种材料而言，肖氏硬度A的值都已公布；这些值也列于表2中。
观察到用于夹持加强元件的弹性体的肖氏硬度A与被涂覆的毛圈织物的所得COF之间具有一般相关性，当肖氏硬度A降低时，COF趋于上升。
表2.
实例21
为了确定涂层重量是否对被涂覆的毛圈织物的COF有影响，重复实例11，不同的是涂布溶液只包含2重量％的KRATONTMD1340K。测得的COF为0.67，比未涂布的实例4高，但比实例11低得多。
实例22至34
因为膜在膜生产线上通过拉引辊(或驱动辊)时张力差异很大，所以据信拉引辊(或驱动辊)是辊导致的磨损和刮擦的最大原因。为了使膜在不会滑动的情况下传送通过拉引辊(并因此避免被刮伤的风险)，接合覆盖物与辊上的膜的静态COF必须等于或大于上文所示皮带张力方程中所预测的值。
静态COF优选地接近但高于动态(滑动)COF。计算显示，对于商用料片处理线中遇到的大多数拉引辊张力而言，以及对于大部分常用包角而言，最佳性能的毛圈织物接合覆盖物需要约1.0或更大的静态COF。表2中的多个实例显示具有与PET膜的此类高COF。
在具有退绕装置、测力传感器、张力控制辊、拉引辊、惰辊和缠绕辊的实验室用膜传送设备上测试本发明的材料。惰辊被构造为可以在膜从拉引辊向缠绕辊的行进路线上通过它们行进时，使拉引辊的包角为150°，并在膜从拉引辊向缠绕辊的行进路线上绕过它们行进时，使拉引辊包角为50°。
对于实例27至30，通过与美国专利No.6,017,831中所述相似的连续浸泡和夹持方法，在毛圈原材料PET-HS4样品上涂覆VECTORTM8508A在甲苯中的10％溶液。通常将辊覆盖物原料浸入聚合物溶液浴中，取出，通过轧辊挤压出大量过量的溶液，然后在100℃的烘箱中干燥。对于实例31至34，用相同的方法在另一个PET-HS4样品上涂覆KRATONTMD1340K。
在实验室用膜传送设备上传送的膜为20英寸宽的双轴取向PET，它的一侧面上涂有可降低膜在该侧面上的COF的底漆。
对于实例22，膜在实验室用膜传送设备上传送，其中PET膜的未涂布侧面以150°的包角接触直径3.5英寸的铝拉引辊。膜的行进速率为约15英尺/分钟(460厘米/分钟)，调节张力使其缓慢上升，直到膜开始在拉引辊上滑动。记录此时的张力，并计算PLI(磅力/直线英寸)和静态摩擦系数。另外，获得用与拉引辊相同的铝制成的试样块，如上文实例3所述，在IMASS测试机上测量它与PET膜的动态COF。结果如表3所示。
对于实例23至26，拉引辊上覆盖了未涂布PET-HS4毛圈织物套管。按照涂布面向下与未涂布面向下、50°包角与150°包角得出的所有四种排列，使用与实例22相同的步骤将PET膜在实验室用膜传送设备上传送。将PET-HS4毛圈织物切成矩形样品，并用之前描述的步骤测试与PET膜每一侧面的动态COF。结果如表3所示。
对于实例27至30，拉引辊上覆盖了涂有VECTORTM8508A的PET-HS4毛圈织物套管。按照涂布面向下与未涂布面向下、50°包角与150°包角得出的所有四种排列，使用与实例22相同的步骤将PET膜在实验室用膜传送设备上传送。将涂有VECTORTM8508A的PET-HS4毛圈织物切成矩形样品，并用之前描述的步骤测试与PET膜每一侧面的动态COF。结果如表3所示。
对于实例31至34，拉引辊上覆盖了涂有KRATONTMD1340K的PET-HS4毛圈织物套管。按照涂布面向下与未涂布面向下、50°包角与150°包角得出的所有四种排列，使用与实例22相同的步骤将PET膜在实验室用膜传送设备上传送。将涂有KRATONTMD1340K的PET-HS4毛圈织物切成矩形样品，并用之前描述的步骤测试与PET膜每一侧面的动态COF。结果如表3所示。
表3.
可以发现，即使在最佳情况下，即膜的不太滑的未涂布侧面以150°的高包角接触拉引辊，赤裸的铝辊无法应付甚至1.0PLI，出现滑动现象。在辊上装上未涂布的PET-HS4毛圈织物接合覆盖物可以使拉引辊在相同条件下产生2.2PLI。在PET-HS4接合覆盖物上涂布VECTORTM8508A可以使拉引辊在相同条件下产生大于5.0PLI。然而，该接合覆盖物所覆盖的拉引辊在膜较滑、包角较小或两者兼具的较严苛情况下表现不太好。在PET-HS4接合覆盖物上涂覆KRATONTMD1340K可以使拉引辊在所有四种情况下都产生大于5.0PLI。
在膜制备线、膜涂布线或膜转换线中，这种高张力可能是必要的，而且适当涂布的接合覆盖物可以使操作时在拉引辊上不出现滑动。从表3中还可以看出，动态摩擦系数可以对性能进行合理预测。
尽管对本发明结合其优选实施例并参照附图进行了全面描述，应注意各种变化和修改对于本领域技术人员而言是显而易见的。这种变化和修改应理解为包含于由所附权利要求书所定义的本发明的范围内，除非它们脱离本发明的范围。
本文所引用的所有专利和专利申请全文以引用方式并入。

Claims (7)

1.一种传输料片的方法，包括：
(a)提供包含聚合物膜的料片材料；
(b)提供至少一个具有接合覆盖物的辊，所述接合覆盖物位于所述辊上的可拆除套管上，所述套管是包括底层和毛圈的针织织物，所述接合覆盖物具有弹性毛圈接合表面并且包括位于所述毛圈上的弹性体涂层，其中所述毛圈具有0.4至0.8mm的毛圈高度，且包含纤度在100与500旦尼尔之间的纤维，并且每针具有一根圈丝，所述弹性体涂层的肖氏硬度A小于75；
(c)将所述料片材料构造成传送构型；以及
(d)通过使所述料片与所述接合表面接合接触而传送所述料片。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接合表面为具有织造底层的针织织物，所述织造底层具有第一面和第二面以及从所述第一面伸出的弹性毛圈。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述毛圈包含纤维材料，所述纤维材料选自聚(四氟乙烯)、芳纶、聚酯、聚丙烯、尼龙或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述辊具有以同心布置方式安装在其上面的两个或更多个接合覆盖物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述料片为光学级膜。
6.根据权利要求1所述的方法，其附加特征在于下述特征中至少之一：
a)所述料片为聚合物膜，所述聚合物膜选自聚酯、共聚酯以及它们的组合；或
b)所述料片材料以卷筒形式提供，并且将所述料片材料构造成传送构型的操作包括展开所述料片材料；或
c)所述料片材料是在线挤出或浇铸的，以构造成所述传送构型，而未被卷绕成卷筒形式；或
d)所述料片材料以片材形式提供。
7.根据权利要求1所述的方法，包括绕过两个或更多个辊传送所述料片。
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