专利名称：料片引导辊、料片引导装置及引导料片的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保持和引导挠性的带-样载体(以下称为"料片")的 料片引导辊，并且涉及一种料片引导装置和一种引导料片的方法，所述料 片引导辊沿预定的进料路径连续进料，同时在它的圆筒形外部周边保持料 片。
背景技术：
最近，随着液晶显示器的市场扩大，对三乙酸纤维素膜(以下称为"TAC 膜")的需求增加，所述TAC膜用于液晶显示器中的偏振片的保护模。因此， 已经对溶液流延设备进行了许多尝试，以提高TAC膜的生产率。在溶液流延设备中，将连续流延在载体例如流延带等上的作为原料的 涂料溶液从载体剥离，然后对其进行干燥处理，以形成连续的TAC膜(以 下称为"料片")。为了提高TAC膜的生产率，必须加速料片的进料速度， 并且减少料片的厚度。然而，料片进料速度的加速导致下列问题。许多用于在进料方向上保 持和引导料片的料片引导辊以预定的间隔安置在溶液流延设备中。当料片 通过料片引导辊引导时，在料片和料片引导辊之间趋于吸入空气。吸入的 空气的量通过加速料片进料速度而增加。另一方面，料片的刚性通过减少料片的厚度而降低，并且在料片上易 于形成皱纹。因此，必须减少施加到进料的料片上的张力。如果在进料料 片期间张力减少，则在料片和料片引导辊之间吸入的空气的量增加。当料片和料片引导辊之间吸入的空气的量通过加速料片进料速度以及 减少料片厚度而增加时，料片和料片引导辊之间的接触变得不稳定，从而 引起料片在料片引导辊上的滑移，以致在料片上出现缺陷，例如刮痕和拉 伸皱纹。为了解决以上问题，在日本专利公开公布08-175727和10-77146中公 开的承载辊中，在该承载辊的外周表面上形成有凹槽和突出物，以将料片 和突起物之间吸入的空气释放进入到凹槽中。另外，在日本专利公开公布 2003-146505中公开的料片引导辊中，微小物体例如玻璃珠被喷射到辊的 外周表面上，以在辊的外周表面上形成微小平面或平滑部分以及凹陷部 分。已经被吸入到料片中的空气被释放进入到凹陷部分中，从而可以抑制 料片表面上的刮痕、表面转移和皱纹的出现。然而，在日本专利公开公布08-175727和10-77146中公开的承载辊用 于承载在用功能型材料涂布之前的干燥的膜料片，例如塑料片和纸。因此， 承载辊具有更大的料片保持力，但是当料片被功能性材料流延或涂布以后 立即进料时，在料片上会出现表面转移。同时，日本专利公开公布2003-146505中公开的辊存在的问题在于， 料片保持力取决于料片进料速度而变化。因此，当加速料片进料速度时， 吸入到料片中的空气不能被充分释放进入到凹陷部分中，从而料片在料片 引导辊上滑移。发明内容本发明的一个目的是提供一种料片引导辊、料片进料装置以及用于引 导料片的方法。此料片引导辊能够保持和引导料片，而不引起缺陷例如刮 痕、拉伸皱纹、表面转移以及料片上的皱纹，并且即使当加速料片进料速 度，并且当减少料片厚度时，也将料片保持力维持在不依赖于料片进料速 度的不变水平。根据本发明的料片引导辊安置有具有外部周边的近似圆筒形辊体，在 所述外部周边上形成有多个周边凹槽和微小凹部(depression)。周边凹槽沿 辊体的外部周边的周边方向形成，并且具有至少0.005 mm和至多1 mm的 深度。辊体的轴向上的周边凹槽之间的间距为至少O.l mm和至多2mm。 微小凹部形成在相邻的周边凹槽之间，并且彼此连接。根据本发明的一个优选实施方案，周边凹槽的宽度为至少0.1 mm和 至多0.5 mm。另一方面，微小凹部的平均深度为至少0.005 mm和至多0.05 mm。为了形成微小凹部，将尺寸为至少0.2mm和至多lmm的微小物体喷射到辊体的外部周边上。优选将料片引导辊放置在料片进料装置中，所述料片进料装置具有用 于供给带-样料片的供给源，并且保持和进料料片。根根本发明，由于在进料料片时吸入进入到料片引导辊中的空气通过 周边凹槽和微小凹部被释放，因此甚至当加速料片进料速度时或当减少料 片厚度时，料片引导辊也确保可以保持和引导料片，而不在料片上形成归 因于料片的滑移的皱纹。另外，通过调节周边凹槽的宽度和深度以及微小 凹部的尺寸，就可以防止在由料片引导辊所进料的料片上的缺陷，例如刮 痕、拉伸皱纹和表面转移。
当结合附图阅读时，从优选实施方案的下列详细描述，本发明的以上 和其它主题和益处将变得显然，所述实施方案仅通过示例给出，因而不限 制本发明。在附图中，所有图中的相似的参考数字指代相似或相应的部分， 并且其中图1是溶液流延设备的示意图；图2是安置在溶液流延设备的干燥装置中的料片引导辊的透视图； 图3A至3E是显示制造料片引导辊的工艺的部分横截面图； 图4是图2中所示的料片引导辊的外部周边的部分横截面图；和 图5是在本发明的料片引导辊中及在仅具有向下凹部的料片引导辊中 的料片保持力与料片进料速度的关系曲线的图。
具体实施方式
以下，详细描述本发明的优选实施方案。然而，本发明不仅限于这里 描述的实施方案。在图1中，在溶液流延设备10中，含有聚合物11和溶剂12的涂料 13从流延模头15连续流延在运转着的流延带14上，以在流延带14上形 成流延膜16。通过来自安置在流延带14之上的干燥管17的干燥空气将流 延膜16干燥，然后溶剂气体从流延膜16蒸发。当流延膜16得到自-支持 性质时，将流延膜16作为湿膜20从流延带14剥离，并且进料到拉幅机21。通过拉幅机21将湿膜20干燥，并且在它的宽度方向上拉伸，以得到 膜22。从拉幅机21出来的膜22被进料到千燥装置23，并且干燥。随后， 膜从干燥装置23排出并且通过巻绕机24巻绕。生产的膜22是平均乙酰化程度为58.0%至62.5%的纤维素酯膜，并且 具有至少0.3m和至多3m的宽度、至少2 pm和至多200 的厚度、以 及0.5nm以上的表面粗糙度。如图2中所示，在干燥装置23中安置有很多料片引导辊31，以引导 连续进料的连续膜30(以下称为"料片")。料片引导辊31由用于保持和引导 料片30的辊体32以及装配在辊体32的两端的轴33构成。辊体32通过 将各种工艺(参见图3A至3E)应用到铝圆筒体35(以下称为"粗制的管(crude tube)"，参见图3)而形成，以提供稳定的料片进料能力。辊体不限于由铝 制成，而可以由其它材料例如铁、不锈钢或碳纤维增强塑料(CFRP)制成。下列加工工艺被应用到辊体32。如图3A中所示，在粗制的管35的 外部周边上形成具有预定厚度的镀镍层36。然后，如图3B中所示，通过 使用平均粒径为0.2 mm至1 mm的玻璃珠(未示出)在镀镍层36的表面上 应用鼓风工艺。通过此鼓风工艺，在镀镍层36中形成了多个向上的凸缘 40和具有近似半球状形状的向下的凹部41。大多数的向下凹部41相互重 叠，并且各个重叠的部分形成相互连接的沟槽。除镍以外，可以将Fe、 Cu等用于在管35上电镀。另外，在鼓风工艺 中，微小的物体例如硅砂和陶瓷球可以代替玻璃珠来使用。此外，向下的 凹部可以不仅具有近似半球状形状，还可以具有近似多边锥形形状。其次，如图3C中所示，通过众所周知的凹槽形成方法沿粗制的管35 的周边方向以预定的间距形成多个周边凹槽42。在此实施方案中，尽管各 个周边凹槽42是其底部为近似椭圆的横截面的三角形凹槽，但是它可以 具有近似半圆形的横截面。在周边凹槽42形成以后，如图3D中所示，在具有向上的凸缘40、 向下的凹部41和周边凹槽42的镀镍层36的表面上施加预定厚度的镀铬。 从而，在镀镍层36上形成镀铬层44。其后，如图3E中所示，抛光镀铬 层44的表面，以去除在镀铬层44中相应于向上的凹缘40的一些部分， 从而在除向下的凹部41和周边凹槽42以外的位置形成平滑部分46。抛光工艺是通过使用砂布或砂纸、抛光轮等进行的。除镀铬以外，可以通过喷 瓷等在镀镍层的表面上应用硬质材料。进行图3A至3E中所示的这些各种工艺，以提供下列条件。如图4 中所示，向下的凹部41的平均深度Dl为至少0.005 mm和至多0.5 mm。 如果平均深度D1少于0.005 mm，则仅释放少量的当进料料片时已经吸入 的空气，并且料片保持力降低。同时，如果平均深度D1超过0.05 mm， 则变得难以形成凹部。使得事情更坏的是，当深度增加时，凹部的面积变 得更大，结果，在进料的料片上导致表面转移。同时，周边凹槽42的深度D2为至少0.005 mm和至多1 mm，并且周 边凹槽42之间的间距P为至少0.1 mm和至多2 mm。由于深度D2被设 定为至少0.005 mm，因此适当量的当进料料片时吸入的空气被释放，并且 料片30由适当的保持力所保持。因而，在料片上没有产生缺陷例如铍纹。 另一方面，如果深度D2大于lmm，工艺不合需要地变得困难。周边凹槽42的宽度D3为至少0.1 mm和至多0.5 mm。由于宽度D3 被设定在至多0.5mm，即使待进料的料片非常薄，也不出现料片30上的 缺陷例如表面转移和皱纹。同时，如果使得宽度D3小于0.1mm，则变得 难以制造料片引导辊31。可以通过调节平滑部分46的面积占有率来控制 对于料片30的保持力。在此实施方案中，作为实际值，平滑部分46的面 积占有率可以为至少0%并且少于100%，优选40至70%。当满足这些条件时，与现有技术辊相比，料片引导辊31得到下列有 利效果。例如，在现有技术辊之中，仅提供有向下的凹部41的辊显示了 料片进料速度依赖性，并且当加速用于料片30的进料速度时，不能释放 足够的在料片的进料中已经被吸入的空气。因此，对料片30的保持力降 低。与此相比，甚至当加速料片30的进料速度时，本发明的料片引导辊 31也可以通过周边凹槽42释放不能仅通过向下的凹部41来充分释放的空 气。因此，料片引导辊31的料片保持力可以维持不变，而不论料片进料 速度的加速。因此，进料料片30，而没有在料片引导辊31上滑移。在图5中，曲线图50显示与料片30的进料速度相对的本发明的料片 引导辊31的料片保持力。同时，曲线图51显示与料片30的进料速度相 对的仅具有向下的凹部的辊(以下称为"常规料片引导辊")的料片保持力。其中，本发明的料片引导辊31和常规料片引导辊具有相同的平滑部分的面积占有率。如曲线图50和51中所示，当料片30的进料速度低时(例如 进料速度S)，料片引导辊31和常规料片引导辊的料片保持力大约相同。 当加速料片30的进料速度时，常规料片引导辊的料片保持力迅速降低， 而料片引导辊31的料片保持力维持在不变的值，而没有降低。因此，料 片保持力的速度依赖性对于本发明的料片引导辊31并不有效，并且甚至 当以高速进料料片30时，也可以确保通过料片引导辊31保持和引导料片 30。在本实施方案中，尽管描述了安置在溶液流延设备的干燥装置中的料 片引导辊，但是也可以将本发明应用到安置在其它的设备例如拉幅机中的 料片引导辊。可以将本发明应用到不仅安置在溶液流延设备，而且安置在 其它的生产设备中的料片引导辊。在此实施方案中，尽管将连续的酰化纤维素膜用作料片，但是还可以 使用挠性带-样材料，或将此挠性带-样材料用作基材并且在其上具有加工 层的带样物体。挠性带-样材料由下列物质制成塑料膜，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯-2,6-萘二甲酸酯、聚氯乙烯、聚偏l，l-二氯乙烯、聚 碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺等；纸；涂布或层压有具有2至IO个碳数目 的a-聚烯烃例如聚乙烯、聚丙烯和乙烯-丁烯共聚物的纸；以及金属箔， 例如铝、铜和锡。[实验实施例]本实施方案中的料片引导辊的效果由实验实施例所阐明。在此实验实 施例中，料片引导辊的结构和用于进料料片的条件确定如下l)在粗制的管的外部周边上施加厚度为100 ,的镀镍，所述粗制的管 由料片引导辊规格的外径为10cm的铝圆筒体形成。其后，通过使用平均 粒径为800 pm至900 (im的玻璃珠对此镀镍的表面进行鼓风工艺，从而形 成近似半-球形形状的多个向下的凹部。然后，在粗制的管的外部周边上， 沿它的周边方向形成底部为近似椭圆形状的多个三角形凹槽。对具有向下 的凹部和凹槽的表面施加厚度为40pm的镀铬，以精整外部周边。其后， 通过抛光轮抛光镀铬的表面，以在除向下的凹部和凹槽以外的位置形成平滑部分。通过此系列工艺，形成了如图4中所示的向下的凹部41、周边凹槽42和平滑部分46。将向下的凹部41的平均深度D1设定为0.007 mm (2.5 mm的测量距离的Rz值)，将周边凹槽42的深度D2和间距P分别设定为 至多0.005 mm和至少1 mm，以及至少0.1 mm和至多2 mm。同时，将辊 体32的表面积中的平滑部分46的面积占有率设定为50%。2) 将厚度为40 pm的三乙酸纤维素用作料片。3) 关于料片操作条件，将料片张力设定在34 kg/m，料片包角设定在 30°,以及料片进料速度设定为至少20 m/分钟和至多400 m/分钟。当通过料片引导辊进料料片时，观察和估计如上述所制备的料片引导 辊的进料能力(料片的表面质量)。最初，当周边凹槽的深度D2小于0.005 mm时，在进料料片时所吸入的空气不能充分释放，并且料片在料片引导 辊上滑移。另一方面，通过将此实验实施例的料片引导辊与现有技术向下 的凹部辊比较，来估计辊的料片保持力的速度依赖性。结果，当料片进料 速度达到至少100m/分钟以上时，向下的凹部辊的料片保持力几乎丧失， 而料片保持力的速度依赖性在本发明的料片引导辊中并不有效，并且甚至 在高速进料下料片也得到充分保持。尽管通过参考附图，经由其优选实施方案而充分描述了本发明，但是 各种变化和更改对于本领域的技术人员将是显然的。因而，除非这些变化 和更改背离本发明的范围，否则应当将它们解释为包含在本发明中。
权利要求
1.一种用于保持和进料带-样料片的料片引导辊，所述料片引导辊包含具有外部周边的近似圆筒状的辊体；形成在所述外部周边上的多个周边凹槽，所述周边凹槽沿所述外部周边的周边方向安置，并且具有至少0.005mm和至多1mm的深度，以及以至少0.1mm和至多2mm的间距布置在所述辊体的轴向上；和多个微小凹部，所述凹部形成在所述外部周边上的相邻的所述周边凹槽之间，并且相互连接。
2. 根据权利要求l所述的料片引导辊，其中各个所述周边凹槽具有至 少0.1 mm和至多0.5 mm的宽度。
3. 根据权利要求l所述的料片引导辊，其中所述微小凹部的平均深度 为至少0.005 mm和至多0.05 mm。
4. 根据权利要求3所述的料片引导辊，其中将尺寸为至少0.2 mm和 至多1 mm的微小物体喷射到所述外部周边上，以形成所述微小凹部。
5. —种用于保持和进料带-样料片的料片进料装置，所述料片进料装 置包括所述料片的供给源；和 料片引导辊，所述料片引导辊包含 具有外部周边的近似圆筒状的辊体;形成在所述外部周边上的多个周边凹槽，所述周边凹槽沿所述外部周 边的周边方向安置，并且具有至少0.005 mm和至多l mm的深度，以及 以至少0.1 mm和至多2mm的间距布置在所述辊体的轴向上；和多个微小凹部，所述凹部形成在所述外部周边上的相邻的所述周边凹 槽之间，并且相互连接。
6. 根据权利要求5所述的料片进料装置，其中各个所述周边凹槽具有 至少0.1 mm和至多0.5 mm的宽度。
7. 根据权利要求5所述的料片进料装置，其中所述微小凹部的平均深度为至少0.005 mm和至多0.05 mm。
8. 根据权利要求7所述的料片进料装置，其中将尺寸为至少0.2 mm 和至多1 mm的微小物体喷射到所述外部周边上，以形成所述微小凹部。
9. 一种用于保持和进料处于软化状态的带-样料片或具有功能性材料 涂层的预-干燥的带-样料片的方法，所述方法包括以下步骤将所述料片从料片供给源供给到自由辊；通过所述自由辊在进料方向上保持和引导所述料片，所述自由辊包含 具有外部周边的近似圆筒状的辊体，以及形成在所述外部周边上的多个周 边凹槽和微小凹部；其中，所述周边凹槽沿所述外部周边的周边方向安置，并且具有至少 0.005 mm和至多1 mm的深度，以及以至少O.l mm和至多2mm的间距 布置在所述辊体的轴向上，并且其中，所述微小凹部形成在相邻的所述周 边凹槽之间，并且相互连接。
全文摘要
本发明提供一种料片引导辊、料片引导装置及引导料片的方法。其中，用于引导料片的料片引导辊，包括圆筒状粗制的管、在粗制的管的外部周边上的镀镍层和镀铬层。料片引导辊上形成有向下凹部和周边凹槽。周边凹槽沿料片引导辊的周边方向形成。通过鼓风工艺、使用平均粒径为至少0.2mm和至多1mm的玻璃珠在镀镍层上形成向下凹部。向下凹部的平均深度D1在0.005mm和0.05mm之间。周边凹槽的深度D2在0.005mm和1mm之间。周边凹槽之间的间距P在0.1mm和2mm之间。
文档编号F26B13/10GK101275809SQ20081008762
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月25日 优先权日2007年3月26日
发明者冲崎建 申请人:富士胶片株式会社