CN105408238B - 卷绕薄膜的装置及使用该装置的卷绕方法 - Google Patents

卷绕薄膜的装置及使用该装置的卷绕方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于卷绕薄膜的装置、及一种使用该装置的卷绕方法。根据本发明的用于卷绕薄膜的装置包括：一放卷筒，用以退卷薄膜；一收卷筒，用以藉由旋转及驱动以施加一卷绕张力至从该放卷筒退卷的该薄膜以卷绕该薄膜；至少一导滚筒，其配置在该放卷筒与该收卷筒间，以藉由旋转接触该薄膜以导引该薄膜的移动；及一张力补偿单元，其配置在该放卷筒与该收卷筒间，以补偿经由该导滚筒衰减的该薄膜的张力，其中，一退卷张力施加在该薄膜从该放卷筒退卷的区域，一卷绕张力施加在该薄膜在该收卷筒卷绕的区域，且该退卷张力大于或等于该卷绕张力。

Description

卷绕薄膜的装置及使用该装置的卷绕方法
技术领域
本发明有关一种用于卷绕薄膜的装置及一种使用该装置的卷绕方法，且更具体地，一种用于卷绕薄膜而可减少卷绕缺陷的装置及一种使用该装置的卷绕方法。
本申请案主张于2013年6月18日在韩国申请的第10-2013-0069916号韩国专利申请的优先权，其在此是以引用方式并入本文供参考。
背景技术
薄膜被广泛使用在许多产业的产品，例如，液晶显示器、手机、印刷电路板、及其它。拥有薄、长、连续、与弹性特征的金属箔(诸如电解铜箔、或聚酯膜)可当作薄膜使用，且多数薄膜产品采用卷式生产。一种以卷式卷绕薄膜的卷绕工序必然要在可供方便储藏的生产工序的任何步骤上执行，且在没有任何使薄膜起绉痕或损坏薄膜之下运送，即使薄膜产品的最终形状不是卷状，且是明显影响薄膜产品的质量与生产力的重要工序。
在电解铜箔作为薄膜的典型范例的情况，如图1所示，一薄膜1或一电解铜箔为透过一放卷筒10或一薄膜电解机达成，该薄膜电解机包括一阳极滚筒2与一阴极4，该阴极沈入一远离该阳极滚筒2预定距离的电解槽6，且产生的薄膜1藉由滚筒30的导引卷绕在收卷筒20成一卷型产品。
如前述，根据从放卷筒10退卷的薄膜1卷绕在收卷筒20的以往卷绕装置，卷绕薄膜1的张力是由收卷筒20的旋转操作产生，且产生的张力被转移至放卷筒10且藉此退卷薄膜1。同时，为了平稳的卷绕操作，至少一导滚筒30设置在放卷筒10与收卷筒20间的薄膜1的行进路径，且薄膜1必然先通过导滚筒30，薄膜1然后卷绕在收卷筒20。不过，当薄膜1变成超薄，在放卷筒10退卷薄膜1或薄膜1接触导滚筒30的移动期间可能起皱纹。皱纹的产生减少在收卷筒20的薄膜1卷绕量，导致降低生产量。
为了避免起皱纹，必需将高于或等于一参考值的张力施加在从放卷筒10退卷的薄膜1。不过，至少一导滚筒30设置在放卷筒10与收卷筒20间，且在薄膜1通过导滚筒30时，发生张力衰减。如图2所示，最初由收卷筒20施加给薄膜1的卷绕张力Tw在通过导滚筒30期间会衰减Δtd，且在其抵达放卷筒10时，退卷张力TU是Tw-Δtd。因为放卷筒10的退卷张力TU低于从收卷筒20施加的卷绕张力TW，以增加要施加给放卷筒10的退卷张力TU超过参考值，以往，存在必须增加卷绕张力Tw超过所需的缺点，且此仍认为松卷的另一不可避免的卷绕缺陷。
发明内容
技术课题
本发明是针对解决相关技术问题而设计，因此，本发明是要提供：一种用于卷绕薄膜的装置，藉由将收卷筒的卷绕张力设定低于以往的卷绕张力，可减少所有不同卷绕缺陷，诸如皱纹、松卷、与卷绕压痕，同时确保放卷筒的退卷张力高于或等于一预定参考值；及一种使用该装置的卷绕方法。
用于解决课题的手段
为了达成前述目的，根据本发明的一种用于卷绕薄膜的装置包括：一放卷筒，用以退卷薄膜；一收卷筒，藉由旋转及驱动以施加卷绕张力至从放卷筒退卷的薄膜以卷绕薄膜；至少一导滚筒，其配置在放卷筒与收卷筒间，以藉由旋转接触薄膜来导引薄膜移动；及一张力补偿单元，其配置在放卷筒与收卷筒间，以补偿经由导滚筒衰减的薄膜的张力，其中，一退卷张力施加在薄膜从放卷筒退卷的区域，一卷绕张力施加在薄膜卷绕在收卷筒的区域，且该退卷张力大于或等于该卷绕张力。
优选为，可提供至少两导滚筒，且该张力补偿单元可配置在两导滚筒之间。
根据本发明的一方式，该张力补偿单元可包括该等导滚筒的至少一者与一驱动马达，用以施加转力矩至该导滚筒。
根据本发明的另一方式，该张力补偿单元可包括两滚筒，以加压插入其间的薄膜。在此情况，该张力补偿单元可还包括一驱动马达，用以施加转力矩至两滚筒的至少一者。
根据本发明的另一方式，该张力补偿单元可包括一驱动滚筒与一驱动马达，用以施加转力矩至驱动滚筒。在此情况，该张力补偿单元的驱动滚筒可在相对于该导滚筒的方向中旋转及驱动。
优选为，用于卷绕薄膜的装置可还包括一夹滚筒，其设置在该夹滚筒接触收卷筒的位置，以加压在收卷筒卷绕的薄膜。
优选为，该夹滚筒可移动以加压薄膜或释放压力。
优选为，该薄膜可为一电解加工或滚轧铜箔。
优选为，该薄膜可具有宽度大于或等于300mm(毫米)。
优选为，该薄膜可具有厚度小于或等于30μm(微米)。
为了达成前述目标，根据本发明的一种用于卷绕薄膜的方法包括：(a)透过至少一导滚筒，将从一放卷筒退卷的薄膜缠绕在一收卷筒；(b)藉由旋转及驱动收卷筒以施加一卷绕张力给薄膜以开始卷绕薄膜；(c)驱动配置在放卷筒与收卷筒的一张力补偿单元，以补偿经由一导滚筒衰减的薄膜的张力；及(d)藉由在薄膜从放卷筒退卷的区域中施加一退卷张力、与在薄膜卷绕在放卷筒的区域中施加一卷绕张力，以卷绕薄膜，施加的退卷张力大于或等于卷绕张力。
优选为，步骤(d)可还包括在收卷筒卷绕薄膜期间，藉由设置在夹滚筒接触收卷筒的位置之一夹滚筒来加压薄膜。
藉由根据本发明的用于卷绕薄膜的方法来卷绕薄膜可达成前述目的。
发明效果
根据本发明，藉由设定收卷筒的卷绕张力至少50％小于以往卷绕张力而完全减少可能在卷绕薄膜期间发生的各种不同卷绕缺陷，诸如皱纹与松卷，同时确保放卷筒的退卷张力高于或等于一预定参考值。同时，经由在夹滚筒接触收卷筒的位置处设置一夹滚筒，藉由避免在收卷筒卷绕薄膜期间空气进入薄膜内部可降低由于空气陷所引起薄膜变形而发生的缺陷，诸如卷绕压痕。透过此，可达成具最小卷绕缺陷的可靠卷绕薄膜且增加薄膜卷绕量，因此改善长距离与生产量。
附图说明
附图例示说明本发明的较佳具体实施例连同先前揭露，用来提供对本发明的技术精神的进一步了解，因此，本发明并不构成局限于这些图。
图1是以相关技术范例示意说明用于卷绕电解铜箔的方法的图。
图2为示意说明施加于图1所示薄膜的张力变化的图。
图3为示意说明根据本发明的用于卷绕薄膜的装置的结构的图。
图4为示意说明根据本发明的张力补偿单元的结构范例的图。
图5为示意说明根据本发明的张力补偿单元的另一结构范例的图。
图6至9为依时间顺序示意说明根据本发明的用于卷绕薄膜的方法的图。
图10为示意说明根据本发明的构成用于卷绕薄膜的装置的电解铜箔机的图。
具体实施方式
以下，将参考附图详细描述本发明的示范性具体实施例。在描述前，应了解，在本说明书与文后申请专利范围使用的术语应不构成限于一般与字典意义，而是基于允许发明者定义适于最佳解释的术语的原则，根据符合本发明的技术方式的意义与观念加以解释。因此，在本说明书中提议的描述只是莉示说明的较佳范例，而不是限制本发明的范畴；因此，应了解，可进行其它等效与修改，不致悖离本发明的精神与范畴。
图3为示意说明根据本发明的一种用于卷绕薄膜的装置的结构的图；图4为示意说明根据本发明的一张力补偿单元的结构范例的图；及图5为示意说明根据本发明的一张力补偿单元的另一结构范例的图。
请即参考图3，根据本发明的用于卷绕薄膜的装置100构成在一收卷筒120卷绕薄膜，诸如金属箔或聚酯箔，其具有薄、长、连续、与弹性，其以卷式卷绕在放卷筒110或连续产生，且更具体地，在电解加工或滚压加工铜箔之中，卷绕宽度大于或等于300mm(毫米)与厚度小于或等于30μm(微米)的薄膜1，且该装置100包括放卷筒110、收卷筒120、至少一导滚筒130、一张力补偿单元140、与一夹滚筒150。
导滚筒130藉由旋转接触薄膜1而导引卷绕从放卷筒110退卷的薄膜1，同时维持预定张力，且至少一导滚筒130安装在放卷筒110与收卷筒120间的预定间隔。
收卷筒120是一卷绕结构，其在薄膜1通过导滚筒130后，在端部卷绕从放卷筒110退卷的薄膜1，且旋转及驱动以施加卷绕张力至薄膜1。收卷筒120包括：一卷绕滚筒121，其上卷绕薄膜1；及一驱动马达125，用以施加转力矩至卷绕滚筒121。
收卷筒120的卷绕滚筒121具有类似于一典型绕线筒的结构，且包括：一圆筒体，其上卷绕薄膜1；及一旋转轴，其可藉用旋转加以支撑。优选为，该圆筒体的直径大于该旋转轴的直径，且该圆筒体的长度略大于或等于要卷绕薄膜1的宽度。不过，本发明并未受限于卷绕滚筒121的形状。
张力补偿单元140配置在放卷筒110与收卷筒120间，以补偿当薄膜1通过至少一导滚筒130之时衰减的薄膜1的张力，且在其构造结构中，张力补偿单元140允许(有关于张力补偿单元140)在通过张力补偿单元140前所施加薄膜1的张力大于或等于在通过张力补偿单元140后所施加薄膜1的张力。同时，张力补偿单元140可配置在放卷筒110与导滚筒130(最靠近放卷筒110)间；在收卷筒120与导滚筒130最靠近收卷筒120间；或当至少两导滚筒130设置在至少两导滚筒130间，且可设置至少一张力补偿单元140。
如一范例，张力补偿单元140可包括该等导滚筒130的至少一者与一驱动马达，以施加转力矩至导滚筒130，且在此情况下，导滚筒130将会是该驱动滚筒。
如另一范例，张力补偿单元140可包括两滚筒141、142，如图4所示，以加压薄膜1，且在此情况，两滚筒141、142的任一者或其两者可构成一驱动滚筒，且该张力补偿单元140可亦包括一驱动马达145，以施加转力矩至驱动马达。根据此结构，当两滚筒141、142旋转及驱动以加压薄膜1时，收卷筒120可施加卷绕张力至薄膜1且可施加额外卷绕张力，藉此补偿薄膜1的张力。
如另一范例，张力补偿单元140可包括(如图5所示)一驱动滚筒143与一驱动马达145，以施加转力矩至驱动滚筒143。根据此结构，当驱动滚筒143配置在低于导滚筒130的位置，如图5所示；或者，虽然未图示，驱动滚筒143配置在高于导滚筒130的位置，驱动滚筒143能以相对于导滚筒130的方向来旋转及驱动，使得收卷筒120可施加卷绕张力至薄膜1，且驱动滚筒143可施加额外卷绕张力至薄膜1，藉此补偿经由导滚筒130衰减的薄膜1的张力。
同时，虽然前述具体实施例描述张力补偿单元140包括滚筒141、142及驱动滚筒143、与驱动马达145，不过本发明的张力触补偿单元140并未受限于此，且能以藉用表面接触薄膜1的用于张力控制的制动器结构加以构成，且可使用允许(有关于张力补偿单元140)在通过张力补偿单元140前所施加薄膜1的张力大于或等于在通过张力补偿单元140后所施加薄膜1的张力的任何构件。
根据本发明的用于卷绕薄膜的装置100，其特征为包括(如前述)张力补偿单元140，以补偿经由在放卷筒110与收卷筒120间的至少一导滚筒130衰减的薄膜1的张力，藉此藉由允许(有关张力补偿单元140)在通过张力补偿单元140前所施加薄膜1的张力大于或等于在通过张力补偿单元140后所施加薄膜1的张力而卷绕薄膜1。
具体地说，用于卷绕薄膜的装置100在薄膜1从放卷筒110退卷的区域中施加退卷张力，且在薄膜1卷绕在收卷筒120的区域中施加卷绕张力，且允许退卷张力具有张力大于或等于卷绕张力。此可藉由在放卷筒110与收卷筒120间设置张力补偿单元140而实现，且至少一导滚筒130设置在放卷筒110与收卷筒120间，且张力补偿单元140补偿经由导滚筒130衰减的张力，且透过此，卷绕张力可控制在退卷张力的2％与100％间的范围内。
透过此结构，根据本发明的用于卷绕薄膜的装置100可减少当在放卷筒110退卷薄膜1期间从收卷筒120转移的张力不足时，可能发生卷绕缺陷，诸如皱纹，且可减少由于在收卷筒120卷绕薄膜1期间施加过度张力引起薄膜1变形可能发生的卷绕缺陷，诸如松卷。此可施加适当退卷张力，避免在薄膜1从放卷筒110退卷的区域中使退卷的薄膜1起皱纹，且可施加适当卷绕张力，避免在薄膜1卷绕在收卷筒120的区域中松卷，藉此同时解决由相对高张力与低张力引起的卷绕缺陷、皱纹与松卷。
夹滚筒150设置在夹滚筒150可能接触收卷筒120以加压在收卷筒120卷绕的薄膜1的位置，且夹滚筒150为可移动地安装以加压薄膜1或释放压力。夹滚筒150用来解决可能在收卷筒120卷绕薄膜1期间发生的卷绕压痕。此可在收卷筒120卷绕薄膜1期间，透过夹滚筒150的结构，藉由避免空气进入薄膜1内部而降低发生卷绕压痕。
图6至9为依时间顺序示意说明根据本发明的用于卷绕薄膜的方法的图。
请即参考图6至9，根据本发明的用于卷绕薄膜的方法包括下列步骤：透过至少一导滚筒130，将从放卷筒110退卷的薄膜1缠绕在收卷筒120；藉由旋转及驱动收卷筒120施加卷绕张力至薄膜1以开始卷绕薄膜1；驱动配置于放卷筒110与收卷筒120的张力补偿单元140，以补偿经由导滚筒130衰减的薄膜1的张力；及藉由允许(有关张力补偿单元140)在通过张力补偿单元140前所施加薄膜1的张力大于或等于在通过张力补偿单元140后所施加薄膜1的张力，以卷绕薄膜1。
首先，如图6所示，从放卷筒110退卷的薄膜1透过至少一导滚筒130与张力补偿单元140缠绕在收卷筒120，且收卷筒120旋转及驱动以施加卷绕张力至薄膜1，使得开始薄膜1卷绕。在此情况下，最初卷绕张力TW1可施加于收卷筒120，以稳固从放卷筒110退卷薄膜1，且收卷筒120旋转及驱动以转移初始退卷张力TU1以避免起皱纹。即是，藉由透过导滚筒130的张力衰减，初始退卷张力TU1是TU1＜TW1。
其后，如图7所示，张力补偿单元140驱动以施加额外卷绕张力至薄膜1。在此情况下，若要更可靠从放卷筒110退卷薄膜1而不起皱纹，张力补偿单元140藉由允许在通过张力补偿单元140前所施加薄膜1的张力大于或等于在通过张力补偿单元140后所施加薄膜1的张力，以补偿张力，且张力补偿单元140驱动以施加适当退卷张力TU2，因此增加在放卷筒110之侧部的张力。
其后，如图8所示，在藉由驱动张力补偿单元140以保持施加于放卷筒110的适当退卷张力TU2的状态，收卷筒120使用从薄膜1的卷绕处理能可靠执行范围内的最初卷绕张力TW1渐减的转力矩来旋转及驱动，以施加适当卷绕张力TW2，避免薄膜1松卷。
其后，如图9所示，适当退卷张力TU2施加在薄膜1从放卷筒110退卷的区域，适当卷绕张力TW2施加在薄膜1卷绕在收卷筒120的区域，且薄膜1藉由施加适当退卷张力TU2大于或等于适当卷绕张力TW2而卷绕。即是，透过张力补偿单元140的张力补偿，适当退卷张力TU2是TU2≥TW2。在此情况下，适当卷绕张力TW2最好控制在适当退卷张力TU2的2％与100％间的范围内。同时，如前述，在收卷筒120卷绕薄膜1的过程中，当薄膜1经由配置在夹滚筒150可接触收卷筒120的位置处的夹滚筒150加压时，该薄膜可卷绕。
图10为示意说明根据本发明的构成用于卷绕薄膜的装置的电解铜箔机的图。
如图10所示，根据本发明的用于卷绕薄膜的装置100可运用于一种用于卷绕电解薄膜1的机器，以铜箔作为薄膜的示例，以电解机作为放卷筒示例，该电解铜箔可藉由从放卷筒110的阳极滚筒剥离及取出电解沉积薄膜1而取得，即是，薄膜电解机。在此情况，除了剥离及卷绕来自阳极滚筒的电解沉积铜箔之外，用于卷绕薄膜的装置100实质相同于前述用于卷绕薄膜的装置，而不是从放卷筒110退卷以卷式卷绕在放卷筒110的薄膜。
如前述，根据本发明的用于卷绕薄膜的装置100可运用于电解铜箔的卷绕处理，在从薄膜电解机器连续产生的电解铜箔之中，该电解铜箔具有宽度大于或等于300mm(毫米)，且厚度小于或等于30μm(微米)，使得电解薄膜1在电解薄膜1从该薄膜放卷筒110退卷的区域中可稳定剥离，一适当退卷张力可施加以避免剥离的电解薄膜1起皱纹，且一适当卷绕张力可施加于电解薄膜1卷绕在收卷筒20的区域，避免电解薄膜1的变形，且因此避免松卷，藉此同时解决由相对高张力与低张力引起的卷绕缺陷、皱纹与松卷。同时，在收卷筒120卷绕电解薄膜1期间，透过夹滚筒150的结构，藉由避免空气进入电解薄膜1内部而可降低发生卷绕压痕。此外，当可靠达成卷绕电解薄膜1，根据本发明的用于卷绕薄膜的装置100具有增加在收卷筒120的电解薄膜1卷绕量，以实现长距离的优点。
以上，已详细描述本发明。不过，应了解，虽然指出本发明的较佳具体实施例，不过详细描述与特殊范例只是例示说明，因为在本发明的精神与范畴内的各种变更与修改可使熟谙此技者从此详细描述而变得更明白。
产业上的可利用性
根据本发明，藉由设定收卷筒的卷绕张力至少50％小于以往卷绕张力而完全减少可能在卷绕薄膜期间发生的各种不同卷绕缺陷，诸如皱纹与松卷，同时确保放卷筒的退卷张力高于或等于一预定参考值。同时，经由在夹滚筒接触收卷筒的位置处设置一夹滚筒，藉由避免在收卷筒卷绕薄膜期间空气进入薄膜内部可降低由于空气陷所引起薄膜变形而发生的缺陷，诸如卷绕压痕。透过此，可达成具最小卷绕缺陷的可靠卷绕薄膜且增加薄膜卷绕量，因此改善长距离与生产量。

Claims (15)

1.一种用于卷绕电解金属箔的装置，包括：
一阴极放卷滚筒，与一阳极分隔设置于一电解池中，令电解沉积的一电解金属箔自其上剥离及退卷；
一收卷滚筒，藉旋转及驱动以施加卷绕张力至从该阴极放卷滚筒退卷的该电解金属箔，令该电解金属箔卷绕于该收卷滚筒上；
至少一导滚筒，其配置在该阴极放卷滚筒与该收卷滚筒间，藉由旋转接触该电解金属箔以导引该电解金属箔的移运；及
一张力补偿单元，其配置在该阴极放卷滚筒与该收卷滚筒间，以补偿该电解金属箔的张力因该导滚筒产生的衰减；
其中，一退卷张力(Tu2)施加于该电解金属箔从该阴极放卷滚筒退卷的区域，
其中，该卷绕张力(TW2)施加于该电解金属箔卷绕在该收卷滚筒的区域，
其中，该张力补偿单元的张力补偿满足以下关系式：该卷绕张力(TW2)≤该退卷张力(Tu2)。
2.如权利要求1所述的用于卷绕电解金属箔的装置，其中，提供至少两导滚筒，且该张力补偿单元配置在两导滚筒间。
3.如权利要求1或2所述的用于卷绕电解金属箔的装置，其中，该张力补偿单元包括该导滚筒的至少一者与一驱动马达，以施加转力矩至该导滚筒。
4.如权利要求1或2所述的用于卷绕电解金属箔的装置，其中，该张力补偿单元包括两滚筒，以加压插入其间的该电解金属箔。
5.如权利要求4所述的用于卷绕电解金属箔的装置，其中，该张力补偿单元还包括一驱动马达，以施加转力矩至该两滚筒的至少一者。
6.如权利要求1或2所述的用于卷绕电解金属箔的装置，其中，该张力补偿单元包括一驱动滚筒与一驱动马达，以施加转力矩至该驱动滚筒。
7.如权利要求6所述的用于卷绕电解金属箔的装置，其中，该张力补偿单元的该驱动滚筒是在相对于该导滚筒的方向中旋转及驱动。
8.如权利要求1所述的用于卷绕电解金属箔的装置，还包括：
一夹滚筒，其设置在该夹滚筒接触该收卷滚筒的位置，以加压在该收卷滚筒卷绕的该电解金属箔。
9.如权利要求8所述的用于卷绕电解金属箔的装置，其中，该夹滚筒为可相对该收卷滚筒移动以加压或释放该电解金属箔。
10.如权利要求1所述的用于卷绕电解金属箔的装置，其中，该电解金属箔具有宽度大于或等于300mm(毫米)。
11.如权利要求1所述的用于卷绕电解金属箔的装置，其中，该电解金属箔具有厚度小于或等于30μm(微米)。
12.一种用于卷绕电解金属箔的方法，以卷绕一电解金属箔于一收卷滚筒，该电解金属箔是由电解沉积于一与一阳极分隔设置于一电解池中的阴极放卷滚筒所剥离及退卷，该方法包括：
(a)透过至少一导滚筒，将从该阴极放卷滚筒退卷的该电解金属箔连接在该收卷滚筒；
(b)驱动并转动该收卷滚筒以施加一卷绕张力至该电解金属箔；
(c)启动一张力补偿单元，其配置在该阴极放卷滚筒与该收卷滚筒之间，以补偿该电解金属箔的张力因该导滚筒产生的衰减，
其中，一退卷张力(Tu2)施加于该电解金属箔从该阴极放卷滚筒退卷的区域，
其中，该卷绕张力(TW2)施加于该电解金属箔卷绕在该收卷滚筒的区域，
其中，该张力补偿单元的张力补偿满足以下关系式：该卷绕张力(TW2)≤该退卷张力(Tu2)。
13.如权利要求12所述的用于卷绕电解金属箔的方法，还包含在该收卷滚筒卷绕该电解金属箔期间，藉由在夹滚筒接触该收卷滚筒的位置设置一该夹滚筒，以加压该电解金属箔。
14.如权利要求13所述的用于卷绕电解金属箔的方法，其中，该电解金属箔具有宽度大于或等于300mm(毫米)。
15.如权利要求13所述的用于卷绕电解金属箔的方法，其中，该电解金属箔具有厚度小于或等于30μm(微米)。
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