TWI753202B - 捲取裝置及捲取方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能夠防止膜的變形故障之捲取裝置、捲取方法。藉由 開始旋轉卷芯(18)，開始捲取，且自開始捲取至經過第1期間為止，禁止藉由擠壓機構(40、110)進行之膜卷(32)的外周面的擠壓，在經過第1期間之後開始膜卷(32)的外周面的擠壓。自開始膜卷(32)的外周面的擠壓至經過第2期間為止，伴隨膜(14)的捲取量的增加而使擠壓膜卷(32)的外周面之擠壓力增加。在第1、第2期間捲取之膜(14)的捲取量成為自開始捲取至完成捲取為止捲取之膜(14)的總捲取量的10%以下。

Description

捲取裝置及捲取方法

本發明涉及一種藉由將帶狀膜纏繞到卷芯來進行膜的捲取之捲取裝置以及方法。

作為製造帶狀膜的方法，溶液製膜方法廣為人知。溶液製膜方法為藉由在運行的流延支撐體上流延溶劑中溶解有纖維素醯化物等聚合物聚合物的摻雜液來形成流延膜，藉由從流延支撐體剝離該流延膜來形成膜，並乾燥所形成之膜的方法。

如上製造的膜，藉由纏繞在卷芯上而進行捲取。藉此形成膜卷。捲取膜時，藉由調整膜的張力和/或朝向內側擠壓膜卷的外周面等，在膜卷中重合的膜之間形成之空氣層的厚度得到控制(參閱下述專利文獻1~4)。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

[專利文獻1]日本特開平04-106057號公報

[專利文獻2]日本特開昭60-128153號公報

[專利文獻3]日本特開2013-129540號公報

[專利文獻4]日本特開2010-150041號公報

然而，以往存在發生如轉印故障、角捲取故障之類的變形故障的情況，並需要得到改善。轉印故障為在空氣層的厚度較薄，且在膜卷中重合 之膜的密接度較高的情況下發生之變形故障，因卷芯的外周的凹凸、膜的前端、後端、接縫等轉印到所重合之膜上而發生。並且，角捲取故障為在空氣層的厚度較厚，且在膜卷中膜的密接度較低的情況下發生之變形故障，因膜卷的外周無法維持圓形而發生。

本發明係鑑於上述背景而完成者，其目的為提供一種能夠防止膜的變形故障之捲取裝置、捲取方法。

為了實現上述目的，本發明的一種捲取裝置，其藉由將帶狀膜捲繞到卷芯而進行膜的捲取，該捲取裝置具備：擠壓部，朝向卷芯側擠壓藉由捲取生成之膜卷的外周面；以及擠壓力控制部，控制擠壓部擠壓膜卷之擠壓力，擠壓力控制部在自開始膜的捲取至經過規定第1期間為止禁止擠壓，在經過第1期間之後開始擠壓，自開始擠壓至經過規定第2期間為止，伴隨膜的捲取量的增加而增加擠壓力，自捲取開始至經過第1、第2期間為止捲取之膜的捲取量為自捲取開始至捲取結束為止捲取之總捲取量的10%以下。

總捲取量可為1000m以上。

在第1期間捲取之膜的捲取量可為總捲取量的3%以下。

第2期間內的擠壓力的增加量可為1%/m以上、10%/m以下。

卷芯的外徑可為15cm以上、50cm以下。

膜可在兩側部形成有高度為2μm以上、20μm以下的凹凸。

擠壓部可為具備擠壓輥，且藉由向膜卷的外周面按壓擠壓輥的外周面而進行擠壓者。

擠壓部可為具備供氣裝置，且藉由使用供氣裝置向膜卷的外周面供氣而進行擠壓者。

可以在第1、第2期間內，藉由將膜的側緣對齊之平直捲取進行膜的捲取，在經過第2期間之後，藉由相對於膜的寬度方向在一定範圍內週期性偏移了使膜的側緣之振擺捲取進行膜的捲取。

膜的厚度可為10μm以上、60μm以下。

膜可為包含纖維素醯化物者。

並且，為了實現上述目的，本發明的一種捲取方法，其藉由將帶狀膜纏繞到卷芯而進行膜的捲取之捲取方法，該捲取方法具備：第1捲取製程，其為從開始膜的捲取至經過規定第1期間為止的製程，在禁止基於擠壓部而進行之擠壓之狀態下進行膜的捲取，該擠壓部朝向卷芯側擠壓藉由捲取生成之膜卷的外周面；以及第2捲取製程，其為自經過第1期間至經過規定第2期間為止的製程，伴隨膜的捲取量的增加而一邊使基於擠壓部的擠壓力增加，一邊進行膜的捲取，自開始捲取至經過第1、第2期間為止捲取之膜的捲取量設為自開始捲取至結束捲取為止捲取之總捲取量的10%以下。

本發明中，由於在總捲取量的10%的膜被捲取為止的期間，設置了未擠壓膜卷的外周面的第1期間以及伴隨膜的捲取量的增加而使擠壓膜卷的外周面之擠壓力增加之第2期間，因此能夠防止膜的變形故障。

10、100‧‧‧捲取裝置

12‧‧‧膜製造裝置

14‧‧‧膜

16‧‧‧滾花賦予輥

18‧‧‧卷芯

20‧‧‧轉台裝置

22‧‧‧馬達

30、140‧‧‧控制部

32‧‧‧膜卷

40、110‧‧‧擠壓機構(擠壓部、擠壓力控制部)

42‧‧‧捲取量檢測器

44‧‧‧鼓風機(供氣裝置)

46‧‧‧開閉閥

48‧‧‧空氣噴嘴

50‧‧‧位移機構

52‧‧‧壓力感測器

54‧‧‧傳送輥

120‧‧‧擠壓輥

130‧‧‧輥驅動部

142‧‧‧支點

144‧‧‧動臂

146‧‧‧氣缸

圖1係捲取裝置的概略圖。

圖2係表示捲取順序之流程圖。

圖3係表示膜的捲取量與擠壓膜卷的外周面之擠壓力關係之曲線圖。

圖4係捲取裝置的概略圖。

圖1表示本發明的捲取裝置10。捲取裝置10係進行藉由膜製造裝置12製造之膜14的捲取者。膜製造裝置12例如藉由溶液製膜方法製造膜14。溶液製膜方法中，利用後述之原料製備摻雜液，並在無端支撐體上流延所製備之摻雜液來形成流延膜。而且，流延膜在成為具有自身支撐性之狀態之後，從無端支撐體剝離流延膜，且由熱風等將所剝離之流延膜乾燥。藉此形成膜14。另外，本實施形態中，將膜14的厚度設為10μm以上、60μm以下。

如上述形成之膜14經由滾花賦予輥16送到捲取裝置10。滾花賦予輥16在外周面形成有微小的凹凸，藉由向膜14按壓該外周面對膜14的寬度方向的兩側部(耳部)形成微小的凹凸(滾花)。另外，本實施形態中，將藉由滾花賦予輥16形成之凹凸的高度設為2μm以上、20μm以下。

捲取裝置10具備卷芯18。卷芯18旋轉自如地支撐於轉台裝置20。在轉台裝置20上作為供給用於使卷芯18旋轉之驅動力之驅動力供給部例如設有馬達22。馬達22被控制部30驅動控制而旋轉，卷芯18伴隨該旋轉而圍繞軸進行旋轉。藉此，膜14纏繞於卷芯18(纏繞膜14)而形成膜卷32。另外，在本實施形態中，將卷芯18的外徑設為15cm以上、50cm以下。並且，在本實施形態中，將從開始捲取至完成為止捲取之膜14的捲取量(總捲取量)設為1000m以上，更具體而言，設為4000m。

從膜製造裝置12朝向捲取裝置10以恆定速度供給(傳送)膜14。因此，捲取時的膜14的張力藉由馬達22(卷芯18)的旋轉速度和/或旋轉轉矩所決定。控制部30藉由控制馬達22來控制捲取時的膜14的張力。另外，捲取時的膜14的張力雖然能夠自由設定，但本實施形態中，控制膜14的張 力，使開始捲取時張力最高，且膜14的捲取量越增加張力反而下降，藉此進行捲取。

並且，捲取裝置10具備擠壓機構40(擠壓部、擠壓力控制部)。擠壓機構40係具有朝向內側(卷芯18側)擠壓膜卷32的外周面之功能以及根據膜14的捲取量(捲取之膜14的長度)控制該擠壓力之功能者，且由捲取量檢測器42、鼓風機44(供氣裝置)、開閉閥46、空氣噴嘴48、位移機構50、壓力感測器52以及前述之控制部30構成。

捲取量檢測器42檢測伴隨向卷芯18傳送膜14而旋轉之傳送輥54的旋轉量，並將檢測出之信息發送到控制部30。控制部30根據從捲取量檢測器42發送的信息，檢測送到卷芯18的膜14的長度、即膜14的捲取量。

鼓風機44經由開閉閥46朝向空氣噴嘴48進行送風。開閉閥46配置於連接鼓風機44和空氣噴嘴48之送風通道(未圖示)內，基於控制部30之控制下，切換為開放送風通道之開啟狀態和關閉送風通道之關閉狀態。藉此，開閉閥46為開啟狀態時，使來自鼓風機44的風(從鼓風機44送來的氣體)傳達至空氣噴嘴48，開閉閥46為關閉狀態時，使來自鼓風機44的風不傳達至空氣噴嘴48。

空氣噴嘴48在膜14的寬度方向上具備長的狹縫狀送風口，並以使供氣口朝向膜卷32的外周面之狀態配置。藉此，在開閉閥46開啟之狀態下，來自鼓風機44的風從供氣口朝向膜卷32的外周面被供給，膜卷32的外周面朝向內側(卷芯18側)受到擠壓。另外，本實施形態中，以空氣噴嘴48的供氣口的長度(膜14的寬度方向的長度)與膜14的寬度大致相等的態樣形成空氣噴嘴48(供氣口)。

位移機構50在控制部30的控制下，使空氣噴嘴48向接近膜卷3 2的外周面之方向以及遠離膜卷32的外周面之方向滑移。控制部30根據來自捲取量檢測器42的信息亦即膜14的捲取量、與膜卷32的外徑相應之信息，控制位移機構50，而以恆定距離保持空氣噴嘴48(供氣口)與膜卷32的外周面的距離。另外，本實施形態中將前述之恆定距離設為約1cm。

壓力感測器52對控制部30輸出與空氣噴嘴48內的壓力相應之訊號。如前述，空氣噴嘴48(供氣口)與膜卷32的外周面之間的距離藉由位移機構50保持為恆定距離。因此，空氣噴嘴48內的壓力、亦即從供氣口向膜卷32的外周面被供給之氣體的壓力成為與擠壓膜卷32的外周面之擠壓力相應者。控制部30根據來自壓力感測器52的訊號，藉由控制鼓風機44來控制將膜卷32的外周面擠壓之擠壓力。

以下、以圖2、圖3為基礎對擠壓膜卷32的外周面之擠壓力的具體控制內容進行說明。控制部30藉由使馬達22工作而開始卷芯18的旋轉來開始捲取，自開始捲取至經過規定第1期間為止的製程(第1捲取製程)中，藉由將開閉閥46維持成關閉狀態，禁止基於擠壓機構40之膜卷32的外周面的擠壓，並在經過第1期間之後將開閉閥46切換成開啟狀態而開始擠壓。

另外，本實施形態中，將第1期間設為自開始捲取至膜14捲取成5m~100m為止之期間。如前述，本實施形態中，膜14的總捲取量為4000m。因此，自開始捲取至膜14捲取成5m~100m為止之期間相當於自開始捲取至膜14捲取至總捲取量的0.125%~2.5%為止之期間。第1期間的長度並不限定於本實施形態，但第1期間為捲取初期階段的較短期間為較佳。具體而言，在第1期間捲取之膜14的捲取量為總捲取量的3%以下為較佳。

並且，本實施形態中，比將開閉閥46切換為開啟狀態之時間更早地使鼓風機44工作，而開始恆定風量下的送風。鼓風機44的工作時間並不 限定於此，亦可以為將開閉閥46切換為開啟狀態之時刻以後，但如本實施形態，比將開閉閥46切換為開啟狀態更早地使鼓風機44工作，藉此伴隨將開閉閥46切換成開啟狀態而快速地得到所希望擠壓力(擠壓膜卷32的外周面之擠壓力)。

而且，如上，在自將開閉閥46切換為開啟狀態並擠壓膜卷32的外周面開始至經過規定第2期間為止的製程(第2捲取製程)中，控制部30在伴隨膜14的捲取量的增加來提高鼓風機44的輸出，藉此使擠壓膜卷32的外周面之擠壓力增加。另外，本實施形態中，在捲取量每增加1m，擠壓力在1%以上、10%以下的範圍(最終施加之擠壓力的1%以上、10%以下的範圍)內增加的狀態下，與膜14的捲取量成比例地增加擠壓力。如上，第1期間不施加擠壓力，第2期間伴隨捲取量的增加而使擠壓力增加，藉此能夠防止轉印故障、角捲取故障之類的變形故障。

另外，本實施形態中，將第2期間設為與第1期間一起捲取300m的膜14之期間、亦即與第1期間一起捲取總捲取量的7.5%的膜14為止的期間。其中，本發明中，在第1期間和第2期間的兩個期間捲取之膜14的捲取量的總計為總捲取量的10%以下即可。因此，在第1期間和第2期間分別捲取之膜14的捲取量並不限定於本實施形態，能夠在上述之範圍內進行適當變更。

並且，關於經過第2期間之後施加之擠壓力(擠壓膜卷32的外周面之擠壓力)，能夠自由設定，但本實施形態中，設為伴隨膜14的捲取量的增加使擠壓力降低。

另外，本實施形態中，關於第1、第2期間，藉由對齊膜14的側緣之平直捲取進行膜14的捲取，在經過第2期間之後，藉由使膜14的側緣 相對於膜14的寬度方向在一定範圍內週期性偏移之振擺捲取進行膜14的捲取。另外，在振擺捲取中，該振擺寬度亦即擺動寬度(使膜14向寬度方向偏移時的偏移量)能夠任意設定。並且，擺動寬度除了以恆定值固定之外，還可以逐漸增加，減少，或增加之後減少。

另外，上述實施形態中，以藉由來自鼓風機44的送風擠壓膜14的外周面之例子來進行了說明，但如圖4所示之捲取裝置100，亦可以藉由擠壓輥120擠壓膜14的外周面。另外，利用圖4之說明中，關於與前述之實施形態相同的部件賦予相同的符號而省略說明。

在圖4中，捲取裝置100具備擠壓機構110(擠壓部、擠壓力控制部)。擠壓機構110由捲取量檢測器42、擠壓輥120、輥驅動部130以及控制部140構成。擠壓輥120例如為外周由橡膠形成之橡膠輥，並配置成與卷芯18平行。而且，本實施形態中，安裝於以支點142為中心轉動之動臂144的前端，移動自如地支撐在使外周面與膜卷32抵接之擠壓位置與從膜卷32分離之待機位置之間。另外，本實施形態中，將擠壓輥的長度(膜14的寬度方向的長度)設為納入形成在膜14上之滾花(形成在膜14的兩側部上之凹凸)的寬度的範圍內之長度。藉此，能夠擠壓膜14的寬度方向中央部(未形成有滾花之部分)。

輥驅動部130例如藉由控制向與動臂144連接之氣缸146供給之空氣壓，使擠壓輥120移動，並藉由擠壓位置的擠壓輥120進一步向膜卷32側移動之狀態下向氣缸146施加空氣壓，擠壓膜卷32的外周面。另外，輥驅動部130具備鎖扣機構(未圖示)。鎖扣機構係用於將擠壓輥120卡止於待機位置而保持者。在將擠壓輥120卡止於待機位置之狀態下，鎖扣機構即使對氣缸146施加空氣壓，使膜卷32的外周面亦不會被擠壓。

控制部140藉由控制輥驅動部130來控制擠壓膜卷32的外周面之擠壓力。擠壓力與上述之實施形態相同地得到控制(參閱圖2、圖3)。具體而言，第1期間將擠壓輥120卡止於待機位置，不施加擠壓力，在經過第1期間之後，伴隨第2期間的開始而開始擠壓。此時，控制部140在開始第2期間之前向氣缸146施加空氣壓，伴隨第2期間的開始解除向擠壓輥120的待機位置的卡止，藉此開始擠壓。藉此，能夠在開始第2期間之後隨即施加所希望的擠壓力。並且，控制部140在第2期間內伴隨捲取量的增加而使擠壓力增加。藉此，與上述之實施形態相同地，能夠防止膜14的變形故障(轉印故障、角捲取故障)。

另外，擠壓膜卷32的外周面之擠壓部無需僅為前述之鼓風機44和擠壓輥120中的一個，可以為雙方。即使在利用鼓風機44和擠壓輥120這雙方擠壓膜卷32的外周面之情況下，在第1期間亦不施加擠壓力，而在第2期間施加擠壓力，藉此能夠防止膜14的變形故障。

(原料)

本實施形態中，摻雜液為聚合物溶解於溶劑之聚合物溶液。在本實施形態中，作為聚合物使用三醋酸纖維素(以下稱作TAC)，但亦可以使用與TAC不同的其他纖維素醯化物。纖維素醯化物的醯基可以僅為一種，或者亦可以具有2種以上的醯基。醯基為2種以上時，其中1個為乙醯基為較佳。由羧酸將纖維素的氫氧基酯化之比例、亦即醯基的取代度滿足所有下述式(I)~(III)者較佳。另外，下述式(I)~(III)中，A以及B表示醯基的取代度，A為乙醯基的取代度，並且B為碳原子數3~22的醯基的取代度。

(I) 2.0

A+B

3.0

(II) 1.0

A

3.0

(III) 0

B

2.0

醯基的全取代度A+B為2.20以上2.97以下為更佳，2.40以上2.88以下尤為佳。並且，碳原子數3~22的醯基的取代度B為0.30以上為更加，0.5以上尤為佳。

並且，摻雜液的聚合物並不限定於纖維素醯化物。例如可為丙烯樹脂、環狀烯烴樹脂(例如JSR Corporation制造ARTON(註冊商標))等。

摻雜液作為成為膜之固體成分可包含除聚合物以外者。作為聚合物以外的固體成分，例如有可塑劑、紫外線吸收劑、延遲控制劑、微粒子等，本實施形態中可包含可塑劑。微粒子係以對膜賦予滑動性和/或耐擦傷性，或者抑制重疊膜時的黏附性等為目的使用之所謂的消光劑。

將固體成分的質量設為MK，且將摻雜液的質量分別設為MD時，摻雜液中的固體成分的比例(以下稱作固體成分含有率)以由(MK/MD)×100求出之百分比成為14%以上25%以下範圍，本實施形態成為19.5%。

作為摻雜液的溶劑，在本實施形態中，使用二氯甲烷和甲醇的混合物。溶劑並不限定於本實施形態的例子，例如使用丁醇、乙醇、丙醇等，且這些作為混合物亦可並用2種以上。

以下、關於本發明的實施例1~14，利用表1一邊與比較例1~3進行比較一邊進行說明。實施例係應用本發明進行捲取者，比較例係為了與本發明進行比較未應用本發明來進行捲取者。

在實施例及比較例中，變更各種條件進行4000m量的膜的捲取來形成膜卷。作為各種條件，變更卷芯徑(卷芯的直徑)、膜厚(膜的厚度)、擠壓部(利用哪一種方式擠壓了膜卷的外周面？)、擠壓開始長度(自開始捲取至開始擠壓為止捲取之膜的長度)、擠壓力增加率(捲取1m膜之期間所增加之擠壓力的比例(相對於最終擠壓力所增加之擠壓力的比例)、擠壓結束長度(自開始捲取至結束擠壓為止捲取之膜的長度)、振擺捲取開始長度(進行振擺捲取時，自開始捲取至開始振擺捲取為止捲取之膜的長度)以及擺動寬度(進行振擺捲取時，在寬度方向偏移之膜的振動寬度量)。實施例1~14、比較例1~3的各種條件如表1所示。

而且，使用所形成的之膜卷進行轉印故障以及角捲取故障的評價。轉印故障的評價中，在氣溫25℃、濕度65%RH的環境下將膜卷保管30天。之後，從膜卷對膜進行開捲，從卷芯側用肉眼觀察膜，而測定轉印故障消失為止的膜的長度(自卷芯側的長度)。另外，關於轉印故障是否消失， 藉由在鋪蓋黑布之工作台上靜置膜，利用熒光燈的光照射膜，用肉眼觀察該反射光，檢查有無膜的變形(轉印故障)來判定。

判定的結果，在直至轉印故障消失為止的膜的長度小於30m的情況下，作為產品為良好的水平時，評價為“A”。並且，在直至轉印故障消失為止的膜的長度為30m以上、小於50m的情況下，作為商品為沒有問題之水平時，評價為“B”。另外，在直至轉印故障消失為止的膜的長度為50m以上的情況下，作為商品為存在問題之水平時，評價為“C”。另外，關於實施例9的轉印故障，應評價為“A”與“B”中的哪一個難以進行判定，因此作為“A”與“B”中間的評價，設為“AorB”。

另一方面，角捲取故障的評價中，肉眼觀察膜卷，外周形狀(卷芯的徑向的截面)為圓形時，作為產品為良好的水平時，評價為“A”。並且，在外周的局部有變形但大部分為圓形時，作為商品為沒有問題之水平時，評價為“B”。另外，在外周的大部分上有變形之時，作為商品為存在問題之水平時，評價為“C”。

實施例1~14、比較例1~3的轉印故障及角捲取故障的評價如表1所示。如表1所示，根據實施本發明之實施例1~14，與未實施本發明之比較例1~3進行比較，能夠確認能夠防止轉印故障和/或角捲取故障。

Claims (12)

1. 一種捲取裝置，其藉由將帶狀膜纏繞到卷芯進行該膜的捲取，該捲取裝置具備：擠壓部，朝向該卷芯側擠壓藉由該捲取生成之膜卷的外周面；以及擠壓力控制部，控制該擠壓部擠壓該膜卷之擠壓力，該擠壓力控制部在自開始該膜的捲取至經過規定第1期間為止禁止該擠壓，在經過該第1期間之後開始該擠壓，自開始該擠壓至經過規定第2期間為止，伴隨該膜的捲取量的增加而使該擠壓力增加，自該捲取開始至經過該第1、第2期間為止捲取之該膜的捲取量為自捲取開始至捲取結束為止捲取之總捲取量的10%以下。
2. 如請求項1之捲取裝置，其中該總捲取量為1000m以上。
3. 如請求項1或2之捲取裝置，其中在該第1期間捲取之該膜的捲取量為該總捲取量的3%以下。
4. 如請求項1或2之捲取裝置，其中該第2期間內的該擠壓力的增加量為1%/m以上、10%/m以下。
5. 如請求項1或2之捲取裝置，其中該卷芯的外徑為15cm以上、50cm以下。
6. 如請求項1或2之捲取裝置，其中該膜在兩側部形成有高度為2μm以上、20μm以下的凹凸。
7. 如請求項1或2之捲取裝置，其中 該擠壓部具備擠壓輥，且藉由向該膜卷的外周面按壓該擠壓輥的外周面而進行該擠壓。
8. 如請求項1或2之捲取裝置，其中該擠壓部具備供氣裝置，且藉由使用該供氣裝置向該膜卷的外周面供氣而進行該擠壓。
9. 如請求項1或2之捲取裝置，其中在該第1、第2期間內，藉由將該膜的側緣對齊之平直捲取進行該膜的捲取，在經過該第2期間之後，藉由相對於該膜的寬度方向在一定範圍內週期性偏移了該膜的側緣之振擺捲取進行該膜的捲取。
10. 如請求項1或2之捲取裝置，其中該膜的厚度可為10μm以上、60μm以下。
11. 如請求項1或2之捲取裝置，其中該膜包含纖維素醯化物。
12. 一種捲取方法，其藉由將帶狀膜纏繞到卷芯而進行該膜的捲取，該捲取方法具備：第1捲取製程，其為從開始該膜的捲取至經過規定第1期間為止的製程，在禁止基於擠壓部而進行之擠壓之狀態下進行該膜的捲取，該擠壓部朝向該卷芯側擠壓藉由該捲取生成之膜卷的外周面；以及第2捲取製程，其為自經過該第1期間至經過規定第2期間為止的製程，伴隨該膜的捲取量的增加一邊使基於該擠壓部的擠壓力增加，一邊進行該膜的捲取，自開始該捲取至經過該第1、第2期間為止捲取之該膜的捲取量為自開始捲取至結束捲取為止捲取之總捲取量的10%以下。

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