TWI695961B

TWI695961B - 除液設備及除液方法

Info

Publication number: TWI695961B
Application number: TW106109554A
Authority: TW
Inventors: 林炎逸; 方俊傑; 陳漢彬; 吳冠霖
Original assignee: 住華科技股份有限公司
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2020-06-11
Also published as: CN106945209B; CN106945209A; TW201835516A

Abstract

一種除液設備及除液方法。除液設備包括吸液輥輪，用以接觸一光學膜材並吸汲該光學膜材的表面之液體。吸液輥輪包括芯體和吸水構材。芯體具有實體部和中空部，且實體部具有數個貫通孔，吸水構材包覆芯體並覆蓋貫通孔。

Description

除液設備及除液方法

本發明是有關於一種除液設備及除液方法，且特別是有關於一種光學膜材之除液設備及除液方法。

在光學膜材的製程中，常需要將其浸泡於各種製程浴槽中以進行染色交聯製程、表面處理製程或水洗製程，接著於乾燥後才進行收捲。然而，在執行光學膜材的乾燥前，光學膜材表面所殘留的液體，往往無法有效去除乾淨，這些液體於乾燥後便容易生成水漬及/或髒汙缺陷，進而影響光學膜材的光學性質。

本揭露內容係有關於一種除液設備及除液方法。實施例中，用於光學膜材之製程的設備包括一吸液輥輪，用以接觸光學膜材並吸汲光學膜材的表面之液體，藉以清除殘留於光學膜材表面之液體。

根據本揭露之一方面，提出一種除液設備。此除液設備包括一吸液輥輪，用以接觸光學膜材並吸汲光學膜材的第一表面之液體。吸液輥輪包括芯體及吸水構材，芯體具有實體部及中空部。在一實施例中，實體部具有數個貫通孔，吸水構材包覆芯體並覆蓋此些貫通孔。

根據本揭露之另一方面，提出一種除液方法，包括以下步驟。藉由吸液輥輪接觸光學膜材並吸汲光學膜材的第一表面之液體，其中吸液輥輪包括芯體及吸水構材，芯體具有實體部及中空部。在一實施例中，實體部具有數個貫通孔，吸水構材包覆芯體並覆蓋此些貫通孔。接著，乾燥經由吸液輥輪之光學膜材。

為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

1:製程浴槽

2:光學膜材

3:除液設備

4:吸液輥輪

5:乾燥室

10:輸送系統

22:第一表面

221:透光性微粒子

24:第二表面

31:一對夾輥

32:第一氣刀

33:第二氣刀

34:輥輪

40:固定導輪

41:芯體

41b:實體部

41e:中空部

41h:貫通孔

42:吸水構材

43:真空幫浦

44:管路

45:氣壓缸

D1:輸送方向

D2:方向

W:液體

α:接面角

第1A圖繪示根據本揭露內容之一實施例之光學膜材之部分製程的示意圖。

第1B圖繪示根據本揭露內容之另一實施例之光學膜材之部分製程的示意圖。

第2圖示意性地繪示根據本揭露內容之一實施例之吸液輥輪之結構配置爆炸圖。

第3圖繪示根據本揭露內容之一實施例之吸液輥輪用以接觸一光學膜材並吸汲光學膜材的表面之液體的剖面示意圖。

本揭露係有關於一種除液設備及除液方法。本揭露內容之實施例中，用於光學膜材之製程的設備包括一吸液輥輪，用以接觸光學膜材並吸汲光學膜材的表面之液體，藉以清除殘留於光學膜材表面之液體。

須注意的是，本揭露並非顯示出所有可能的實施例，未於本揭露提出的其他實施態樣也可能可以應用。再者，圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製。因此，說明書和圖示內容僅作敘述實施例之用，而非作為限縮本揭露保護範圍之用。另外，實施例中之敘述，例如細部結構、製程步驟和材料應用等等，僅為舉例說明之用，並非對本揭露欲保護之範圍做限縮。實施例之步驟和結構各之細節可在不脫離本揭露之精神和範圍內根據實際應用製程之需要而加以變化與修飾。以下是以相同/類似的符號表示相同/類似的元件做說明。

請參照第1A圖，其繪示根據本揭露內容之一實施例之光學膜材2之部分製程的示意圖。本揭露中之光學膜材2可為一單層或多層之光學膜，例如是偏光膜或保護膜；或可為多層光學膜所形成之光學積層體，例如，可包含偏光膜以及形成其上之保護膜，或光學膜材2亦可包含對光學之增益、配向、補償、轉向、直交、擴散、保護、防黏、耐刮、抗眩、反射抑制、高折射率等有所助益的層。在本實施例中，光學膜材2係一連續卷狀材料。

偏光膜的材料可為聚乙烯醇(PVA)樹脂膜，其可藉由皂化聚醋酸乙烯樹脂製得。聚醋酸乙烯樹脂的例子包括醋酸乙烯之單聚合物，即聚醋酸乙烯，以及醋酸乙烯之共聚合物和其他能與醋酸乙烯進行共聚合之單體。其他能與醋酸乙烯進行共聚合之單體的例子包括不飽和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、正丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯)、烯烴(例如乙烯、丙烯、1-丁烯、2-甲丙烯)、乙烯醚(例如乙基乙烯醚、甲基乙烯醚、正丙基乙烯醚、異丙基乙烯醚)、不飽和磺酸(例如乙烯基磺酸、乙烯基磺酸鈉)等等。

保護膜的材料可分別選自由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、三聚醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose，TAC)、丙烯酸樹脂膜、聚芳香羥樹脂膜、聚醚樹脂膜、環聚烯烴樹脂膜(例如聚冰片烯樹脂膜)、聚酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、環烯烴聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)以及上述任意組合所組成的一族群。

在一實施例中，用於光學膜材2之部分製程的設備可包括一輸送系統10、一製程浴槽1、一除液設備3以及一乾燥室5。輸送系統10包含至少一滾輪，用以承載並輸送光學膜材2。在第 1A圖所示的實施例中，光學膜材2藉由輸送系統10沿輸送方向D1依序經過製程浴槽1、除液設備3以及乾燥室5。在一實施例中，光學膜材2可藉由輸送系統10的導引經過至少一個製程浴槽1，進行染色交聯製程、表面處理製程或水洗製程。在一實施例中，光學膜材2的傳輸速度介於25~60米/分，較佳介於35~50米/分。

在一實施例中，光學膜材2為一經染色處理(例如：加入碘或二色性染料等)之聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)膜，製程浴槽1例如是水洗製程浴槽，光學膜材2可在其中進行水洗製程，以除去從先前的製程浴槽中所附著之處理液，例如為澎潤槽、染色槽、及/或延伸槽之處理液。除液設備3用以去除經製程浴槽1的處理後，於光學膜材2表面所殘留的液體，例如是處理液及/或水洗液。乾燥室5用以乾燥經去除液體，例如是處理液及/或水洗液後的光學膜材2。在一實施例中，乾燥室5例如是一烘箱，但不以此為限。

在另一實施例中，光學膜材2可為三醋酸纖維素膜，其具有第一表面22及相對第一表面22之第二表面24。其中於三醋酸纖維素膜的第一表面22可先進行表面處理，使其形成一功能層，例如是硬塗層、抗反射層、抗黏附層、擴散層或抗眩層等。一般而言，三醋酸纖維素膜具有功能層之第一表面22的水接觸角介於90°~110°，而不具有功能層之第二表面24的水接觸角介於40°~50°。

在一實施例中，前述具有功能層之第一表面22可為一具凹凸形狀之不平坦表面，或此具有功能層之第一表面22可包含複數個透光性微粒子(圖未示)。在一實施例中，透光性微粒子佔第一表面22之面積率可介於30~94%，透光性微粒子之平均粒徑可介於0.5~15.0μm(微米)，透光性微粒子之折射率為1.45~1.68。在一實施例中，透光性微粒子之材料可選自於二氧化矽微粒子等無機粒子，或聚矽氧樹脂、聚苯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、烯烴樹脂、或該等之共聚物等有機粒子，該等透光性微粒子可單獨使用，亦可併用2種以上。

當三醋酸纖維素膜作為聚乙烯醇膜之保護膜時，為了使三醋酸纖維素膜之第二表面24能更密集貼合於聚乙烯醇膜，三醋酸纖維素膜會先進行一鹼化處理，以增加其表面親水性。然而，具有功能層之三醋酸纖維素膜進行鹼化處理後，其具有功能層之第一表面22，因為表面結構已改變，使之水接觸角仍介於70°~100°，相較於不具有功能層之第二表面24其水接觸角已降低至30°以下。換言之，液體容易殘留在三醋酸纖維素膜具有功能層之第一表面22而無法有效去除。一般而言，經鹼化處理之三醋酸纖維素膜，其藉由習知之除液裝置進行除液操作後，三醋酸纖維素膜具功能層之第一表面22的液體的附著量為0.75g/m²，而不具功能層之第二表面24的液體的附著量為0.01~0.15g/m²，進而導致在進行乾燥處理後，容易留下水漬和髒汙等異物在三醋酸纖維素膜具功能層之第一表面22上，而可能造成汙染，影響光學性能而降低製造良率。

因此，需透過本發明之除液設備3，而可有效地除去殘留在光學膜材2之第一表面22殘留的液體，例如處理液及/或水溶液，特別是殘留在水接觸角大的第一表面22上的液體。

在一實施例中，除液設備3可包括吸液輥輪4，用以接觸光學膜材2並吸汲光學膜材2的第一表面22之液體。詳細地說，吸液輥輪4可隨著光學膜材2的輸送而旋轉，並在接觸光學膜材2的第一表面22時吸汲光學膜材2第一表面22的液體，例如處理液及/或水溶液，藉以清除光學膜材2之第一表面22所殘留的液體，例如是處理液及/或水洗液。雖然光學膜材2之第一表面22的水接觸角介於70°~100°，但透過本揭露之吸液輥輪4，可進一步使光學膜材2之第一表面22的液體的附著量降低至0.01~0.15g/m²，而解決前述光學膜材2之汙染問題，增加製程的良率。

以下進一步描述吸液輥輪4的設置。如第1A圖所示，可於吸液輥輪4的上游和下游兩側分別設置一固定導輪40，以維持光學膜材2的張力，藉此吸液輥輪4可有效地與光學膜材2之第一表面22接觸。在一實施例中，吸液輥輪4之圓周的至少1/4直接接觸於光學膜材2之第一表面22。換言之，在吸液輥輪4上之光學膜材2之第一表面22的接面角α可大於90°，例如介於90°~100°。更佳而言，吸液輥輪4之圓周的至少1/3接觸於光學膜材2之第一表面22。換言之，在吸液輥輪4上之光學膜材2之第一表面22的接面角α可大於120°，例如介於120°~130°，藉此吸液輥輪4具有更佳之吸汲光學膜材2之第一表面22的液體效果。

在一實施例中，吸液輥輪4可連接於氣壓缸45，氣壓缸45可控制吸液輥輪4的位置，亦即，藉由驅動吸液輥輪4沿方向D2往光學膜材2前進或後退，以調整吸液輥輪4與光學膜材2的接觸面積。舉例來說，氣壓缸45可驅動吸液輥輪4沿方向D2往光學膜材2前進，藉以增加吸液輥輪4與光學膜材2的接觸面積。

在一實施例中，在吸液輥輪4與光學膜材2的接觸過程中，可透過調整固定導輪40和吸液輥輪4的位置，使光學膜材2的張力介於150N(牛頓)至250N。藉由上述配置，可使吸液輥輪4有效地與光學膜材2的表面接觸，進而有效地吸汲光學膜材2之第一表面22的液體，例如處理液及/或水溶液，且避免發生吸液輥輪4轉動不順的情形及防止光學膜材2產生刮傷的狀況，藉以增加製程的良率。承上所述，在本發明實施例中，藉由吸液輥輪4之材料選擇與結構設計、氣壓缸45調整吸液輥輪4之位置及控制光學膜材2的張力之下，吸液輥輪4可直接接觸光學膜材2，尤其是具有功能層之光學膜材2，且在不傷害光學膜材2的前提下，有效率地吸汲具有功能層的光學膜材2之第一表面22的液體。

在一實施例中，除液設備3可更選擇性地包括一對夾輥(nip roll)31，用以擠壓光學膜材2的第一表面22及第二表面24以清除光學膜材2表面上之液體，例如處理液及/或水溶液。在一實施例中，夾輥31可帶動傳輸光學膜材2以逆S型的方式(如第1A圖所示)前進，並且同時擠壓光學膜材2的第一表面22和第二表面24，以進行除液。相較於傳統之直線傳輸擠壓光學膜材之輥輪，夾輥31邊帶動邊擠壓的方式可更有效地同時去除光學膜材2第一表面22和第二表面24的液體，例如處理液及/或水溶液。

在一實施例中，除液設備3可更選擇性地包括至少一第一氣刀(air knife)32，用以對光學膜材2的第一表面22及/或第二表面24噴吹氣體，以去除光學膜材2表面的液體，例如處理液及/或水溶液。

在又一實施例中，如第1B圖所示，除液設備3可進一步包括第二氣刀33，第二氣刀33與輥輪34可分別配置於光學膜材2的相對兩側。例如，第二氣刀33的吹氣口可面對光學膜材2之第一表面22，而光學膜材2可以第二表面24接觸輥輪34。第二氣刀33用以對於位於輥輪34之光學膜材2的第一表面22噴吹氣體以進行除液。在一實施例中，輥輪34可為一偏轉輪。在一實施例中，第二氣刀33可噴吹之氣體強度大於第一氣刀32可噴吹之氣體強度。在一實施例中，由於第二氣刀33設置於輥輪34之一側，因此光學膜材2可透過輥輪34的支撐維持平坦性，避免第二氣刀33噴吹的氣流太大導致光學膜材2產生形變的情況。雖此實施例中同時繪製了第一氣刀32和第二氣刀33，然本揭露並不以此為限，當可依實際需求選擇配置第一氣刀32第二氣刀33的其中一者。

在一實施例中，夾輥31配置於製程浴槽1與吸液輥輪4之間，第一氣刀32配置於夾輥31與吸液輥輪4之間；在又一實施例中，第二氣刀33配置於吸液輥輪4與乾燥室5之間；然本發明並不以此為限，本領域技術人員可依實際需求配置吸液輥輪4、夾輥31、第一氣刀32和第二氣刀33之數量、放置順序或放置位置。

根據本揭露內容，藉由設置吸液輥輪4，及選擇性地設置夾輥31、第一氣刀32和第二氣刀33，可有效清除光學膜材2之第一表面22及/或第二表面24所殘留的液體，例如是處理液及/或水洗液，並提升生產良率。

請參照第2圖，其示意性地繪示根據本揭露內容之一實施例之吸液輥輪4之結構配置爆炸圖。吸液輥輪4可包括芯體41以及吸水構材42。吸液輥輪4的直徑可為100~200mm(毫米)，在一較佳實施例中，吸液輥輪4的直徑可為150mm。芯體41可具有實體部41b及中空部41e。在一實施例中，實體部41b可具有數個貫通孔41h，貫通孔41h分佈於實體部41b之中，並貫穿於實體部41b的內、外表面。實體部41b可由金屬、硬性塑膠或橡膠等材料形成。吸水構材42可包覆芯體41，並進一步覆蓋這些貫通孔41h。其中，吸水構材42由吸水性的材料所製成，例如是由海綿、無紡布、織物等多孔材料或聚酯纖維所製成，但不以此為限。若吸水構材42的材料為海綿，其可以是聚氨酯海綿、橡膠海綿、聚烯烴海綿或類似的海綿，但不以此為限。

在一實施例中，吸液輥輪4更可包括真空幫浦43和管路44。管路44之一端連接真空幫浦43，且管路44之另一端連接實體部41b之內緣。亦即，管路44係與中空部41e連通。於第2圖中，僅繪示出芯體41的其中一端連接真空幫浦43，然芯體41的另一端亦可連接真空幫浦43。實施例中，真空幫浦43用以對中空部41e進行抽氣，使中空部41e之壓力小於吸液輥輪4外的壓力，亦即，使吸液輥輪4的內部形成負壓，藉此增加吸液輥輪4吸汲光學膜2之第一表面22的液體之效率。一實施例中，真空幫浦43可到達的真空度例如是-47kPa~-87kPa(-350mmHg~-650mmHg)，但不以此為限。

第3圖繪示根據本揭露內容之一實施例之吸液輥輪4用以接觸光學膜材2並吸汲光學膜材2的表面之液體的剖面示意圖。請參照第2及3圖，吸液輥輪4以吸水構材42直接接觸於光學膜材2之第一表面22。於一實施例中，吸液輥輪4可透過吸水構材42直接對光學膜材2之第一表面22吸汲液體W，例如是處理液及/或水洗液。同時，真空幫浦43可對中空部41e進行抽氣，使中空部41e的壓力相對外部為負壓，亦即，中空部41e的壓力比吸液輥輪4外的壓力低。因此，被吸入在吸水構材42裡的液體W，例如是處理液及/或水洗液，便可透過數個貫通孔41h，不斷地被吸汲至中空部41e內，再經由管路44而排出中空部41e。由於液體W，例如是處理液及/或水洗液，可藉由真空幫浦43持續對中空部41e進行抽氣，而不斷地經由管路44排出。因此，本發明之吸液輥輪4 除了較習知技術有更好之吸水效率之外，吸水構材42也沒有飽和而需中斷產線進行清潔，及/或更換吸水裝置之需要，可使光學膜材2的傳輸速度大為提升，以增加生產速度，並減少不良製品的長度比例至全部生產長度的0.5~1%以下。

舉例而言，生產長度1000米的光學膜材2，在未設置本發明之吸液輥輪4的情況下，光學膜材2的傳輸速度小於25米/分，且光學膜材2的不良製品，例如第一表面22仍殘留過多液體之長度，介於20~25米。然而，透過設置本發明實施例之吸液輥輪4，光學膜材2的傳輸速度可提升至25~60米/分，且光學膜材2的不良製品之長度可減少至5~10米，降低了不良率。

另外，透過調整吸液輥輪4與光學膜材2之接觸面積，例如透過氣壓缸45移動吸液輥輪4使其與光學膜材2之接觸面積增加，可增加吸液輥輪4吸汲光學膜材2表面殘留液體之速度，因此在有效去除光學膜材2表面之液體的情況下，可進一步增加光學膜材2的傳輸速率，並增加產能。更甚者，可減少其它除液設備，例如夾輥31、第一氣刀32或第二氣刀33等之裝設，減少生產之成本。

如第3圖所示，在一實施例中，光學膜材2之第一表面22例如是經抗炫光(Anti-Glare,AG)表面處理後之三醋酸纖維素膜。前述具有功能層之第一表面22可為一具凹凸形狀之不平坦表面，或此具有功能層之第一表面22可包含複數個透光性微粒子221。在一實施例中，透光性微粒子221佔第一表面22之面積率可介於30~94%，透光性微粒子221之平均粒徑可介於0.5~15.0μm(微米)，透光性微粒子221之折射率為1.45~1.68。在一實施例中，透光性微粒子221之材料可選自於二氧化矽微粒子等無機粒子，或聚矽氧樹脂、聚苯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、烯烴樹脂、或該等之共聚物等有機粒子，該等透光性微粒子可單獨使用，亦可併用2種以上。

請參照第1至3圖。根據本揭露內容，亦提供一種用於光學膜材2之除液方法。除液方法例如是在光學膜材2自製程浴槽1的處理之後、到進入乾燥室5乾燥前所進行的處理。首先，執行輸送光學膜材2經過製程浴槽1處理之步驟(a)。接著，執行藉由吸液輥輪4接觸光學膜材2並吸汲光學膜材2的表面之液體之步驟(b)。吸液輥輪4之詳細結構如本發明實施例所述，於此不再贅述。接著，執行乾燥經由吸液輥輪4之光學膜材2之步驟(c)，例如是使用乾燥室5對光學膜材2進行烘乾。在一實施例中，光學膜材2的傳輸速度介於25~60米/分，較佳介於35~50米/分。

於一實施例中，上述步驟(b)更可包括：藉由真空幫浦43對中空部41e進行抽氣之步驟，使中空部41e之壓力小於吸液輥輪4外的壓力，以提升吸汲光學膜材2之第一表面22之液體的效率。

於一實施例中，上述步驟(b)更可包括：使吸液輥輪4之圓周的至少1/4係接觸於光學膜材2，以確保光學膜材2與吸液輥輪4有足夠的接觸面積。於此，步驟(b)亦可選擇執行或同步執行以下步驟：當吸液輥輪4與光學膜材2接觸時，更可使光學膜材2的張力介於150N至250N，使吸液輥輪4可有效吸汲光學膜材2之第一表面22的液體，例如處理液及/或水溶液，且避免發生吸液輥輪4轉動不順的情形及防止光學膜材2產生刮傷的狀況，增加製程的良率。

於一實施例中，上述步驟(b)更可包括：藉由氣壓缸45控制吸液輥輪4的位置，以調整吸液輥輪4和光學膜材2的接觸面積。

於一實施例中，在上述步驟(c)之前，更包括：藉由一對夾輥31擠壓光學膜材2的第一表面22及第二表面24以進行除液之步驟；及/或藉由第一氣刀32對光學膜材2的第一表面22及/或第二表面24噴吹氣體以進行除液之步驟；及/或藉由第二氣刀33對位於輥輪34之光學膜材2的第一表面22噴吹氣體以進行除液之步驟。

上述提供一種除液設備及除液方法，用於光學膜材之製程的設備包括一吸液輥輪，藉以清除殘留於光學膜材表面之液體，例如是處理液及/或水洗液。一實施例中，吸液輥輪的內層採用一具有多孔的芯體，最外層以一吸水構材包覆，透過吸水構材吸取光學膜材表面之液體，例如是處理液及/或水洗液。一實施例中，吸液輥輪採用負壓吸汲原理，藉以提升吸汲液體的效率。此外，所吸汲的液體還可更經由管路而不斷往外排出。因此，本發明之吸液輥輪除了較習知技術有更好之吸水效率之外，吸水構材也沒有飽和而需中斷產線進行清潔，及/或更換吸水裝置之需要，可使光學膜材的傳輸速度大為提升，以增加生產速度，並減少不良製品的長度比例至全部生產長度的0.5~1%以下。

舉例而言，生產長度1000米的光學膜材2，在未設置本發明之吸液輥輪4的情況下，光學膜材2的傳輸速度小於25米/分，且光學膜材2的不良製品之長度，例如第一表面22仍殘留過多液體之長度介於20~25米。然而，透過設置本發明實施例之吸液輥輪4，光學膜材2的傳輸速度可提升至25~60米/分，且光學膜材2的不良製品之長度可減少至5~10米，降低了不良率。

再者，吸液輥輪可更以其圓周的至少1/4接觸於光學膜材，以確保光學膜材與吸液輥輪有足夠的接觸面積。再者，吸液輥輪更可連接於氣壓缸，以調整吸液輥輪與光學膜材的接觸面積。再者，當吸液輥輪接觸光學膜材時，光學膜材的張力介於150N至250N，避免吸液輥輪產生轉動不順的情形，並防止光學膜材產生刮傷。因此，藉由本揭露所提供之除液設備及除液方法，可有效清除光學膜材表面所殘留之液體。承上所述，在本發明實施例中，藉由吸液輥輪之材料選擇與結構設計、氣壓缸調整吸液輥輪之位置及控制光學膜材的張力之下，吸液輥輪可直接接觸光學膜材，尤其是具有功能層之光學膜材，且在不傷害光學膜材的前提下，有效率地吸汲具有功能層的光學膜材之第一表面的液體。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。