聚合物薄膜的卷绕方法以及冷辊 【技术领域】
本发明涉及聚合物薄膜的卷绕方法以及所采用的冷辊。
背景技术
酰化纤维素薄膜，特别是乙酸纤维素薄膜被广泛地使用于电子显示器用途、照片支持体用途、其他光学用途上。特别是，近年随着电子显示器用途的急速发展，对于这些膜越来越要求其薄膜化，需要进一步提高生产率。
酰化纤维素薄膜，通常由溶液流延法制得。在该溶液流延法中，将酰化纤维素和增塑剂、UV吸收剂、润滑剂和其他添加剂一同溶解于溶剂中作成稠溶液，然后使该稠溶液从模流延于带(band)、滚筒等环形支撑体上，并将溶剂干燥使溶液固化，然后从支撑体剥离，进一步干燥后制得薄膜。
随着生产速度的日益加速，在产品卷绕部，由于空气的连带难以进行稳定的卷绕。由于连带空气的卷入，会发生薄膜辊的上下直径的差别变大地故障(以下，称之为松散卷绕)或者是在薄膜辊的上部发生坑洼的故障(以下，称之为凹陷)。生产速度越快、薄膜厚度越薄，这种故障越显著地发生。
作为排除这种连带空气的方法，在卷绕薄膜时利用冷辊(レイオンロ-ル)向卷芯侧挤压薄膜。(例如，参照专利文献1)。通过这种方法，可以形成在薄膜面之间具有均匀的空气层厚度的薄膜辊。
[专利文献1]
特开2002-68535号公报(第2页～第4页)
但是，若使用冷辊，则由薄膜和冷辊的接触和剥离，卷绕的薄膜会带电，且通过静电作用吸聚漂浮在空气中的杂质，而成为杂质故障的原因。另外，作为薄膜的除电方法，目前采用的是，用外加式除电器发生离子，并使该离子与作为产品的辊状薄膜相撞，从而除电的方法，但在该方式中，在卷绕室内产生臭氧而引起冷辊表面的橡胶的劣化。由此，橡胶表面的体积电阻增加，带电现象更加严重。并且，橡胶的硬度变高，在薄膜辊的圆周方向上出现了黑道状的基底变形故障(以下，称为黑带故障)。
【发明内容】
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于抑制在卷绕薄膜时由冷辊的剥离而发生的带电，以在高速生产时使薄膜辊的卷绕姿势稳定同时以高品质制造没有杂质故障的聚合物薄膜。
为了达到上述目的，本发明中，作为冷辊的表面材料，通过使用体积电阻率为102Ω·cm以上1012Ω·cm以下且硬度为30度以上70度以下的橡胶，防止薄膜的带电。
另外，通过将耐臭氧性优异的材料用作所述冷辊的表面材料，可以防止表面材料的劣化，也可防止带电或黑带故障。
此外，所述薄膜的卷绕速度优选在30m/分以上200m/分以下，更优选在30m/分以上100m/分以下。另外，所述薄膜的卷绕时的膜厚优选在20μm以上125μm以下，更优选在20μm以上85μm以下。另外，所述薄膜的卷绕时的所述冷辊的压紧力优选在10N以上100N以下。还有，所述聚合物薄膜优选为酰化纤维素薄膜。
【附图说明】
图1是本发明实施例的薄膜卷绕部的示意图。
图2是表示冷辊结构的说明图。
图3是说明卷绕硬度的测定基准的薄膜辊的侧视图。
图4是说明凹陷的深度的薄膜辊的立体图和主视图。
图5是说明黑带故障的薄膜辊的主视图。
图中，11-聚合物薄膜，12-薄膜辊，13-冷辊，13b-表面材料
【具体实施方式】
图1是本发明实施例的薄膜卷绕部的示意图。卷芯10被设置在薄膜卷绕机上，并由未图示的电动机带动旋转驱动。由此，聚合物薄膜11逐渐被卷绕在卷芯10上，成为薄膜辊12。
冷辊13被安装成自由旋转，以使其与薄膜辊12边接触边转动。该冷辊13构成为通过压紧机构14，向卷芯10侧压紧聚合物薄膜11。由此，聚合物薄膜11卷绕时，可排除薄膜11携带的空气，可形成在薄膜之间具有均匀的空气层厚度的薄膜辊12。
如图2所示，冷辊13是在SS、SUS等金属制辊主体13a的表面上覆盖(lining)耐臭氧性优异的NBR橡胶以作为表面材料13b而构成。在该表面材料13b中加入添加剂等进行调整，以使其硬度例如为40度、体积电阻率为108Ω·cm。作为具有这种表面材料13b的辊，有株式会社加贯辊制作所制造的白EC240NS。另外，硬度的测定是根据JIS K6253进行，体积电阻率的测定是根据JIS K6271进行。
作为冷辊13的表面材料13b，优选使用体积电阻率在102Ω·cm以上1012Ω·cm以下的，更优选使用104Ω·cm以上108Ω·cm以下的。另外，优选使用硬度为30度以上60度以下的，更优选使用35度以上50度以下的。另外，冷辊13的表面材料13b优选使用耐臭氧性优异的材料。
另外，聚合物薄膜11的卷绕速度优选为30m/分以上。并且，在聚合物薄膜11的卷绕时的膜厚为125μm以下的情况下，膜刚性特别低容易变形，所以本发明的效果显著，优选。更优选的是在85μm以下，特别优选的是在65μm以下。此外，卷绕聚合物薄膜11时的冷辊13的压紧力在20N以上80N以下为理想。更优选是在30N以上60N以下。另外，根据薄膜辊12的卷径变化，使冷辊13的压紧力在60N至30N的范围内连续变化为优选。
冷辊13的形状没有特别的限定，也可以使用有锥度部的冷辊13。这时，作用在聚合物薄膜11和冷辊13的接触面上的压紧力优选在30N以上60N以下。
另外，适用于本发明中的薄膜的材料没有特别的限制，例如可以使用三乙酸纤维素等乙酸纤维素，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯等的塑料薄膜等。作为产品而卷绕的薄膜辊，其宽度为600～3500mm左右，通常为1000～1600mm左右，厚度为25～250μm左右，通常为30～100μm左右，卷绕长度为500～10000m左右，通常为2000～6000m左右。
另外，在卷绕的聚合物薄膜的两耳部(两侧端部)，如众所周知形成有由突起或凹处等构成的压花(knurling)，该压花的形状也没有特别的限制，可使用各种形状。
实施例
下面，例举实施例详细地说明本发明，但本发明并不限于以下的实施例。
[实施例1]
在图1所示的薄膜卷绕装置中，使用冷辊13，实施了乙酸纤维素薄膜的卷绕。薄膜的卷绕速度为35m/分，薄膜的膜厚为40μm，薄膜宽度为1336mm，冷辊13的压紧力为35N。作为冷辊13的表面材料13b，使用了NBR橡胶(加贯辊制：白EC240NS，硬度40度，体积电阻率108Ω·cm)。
[实施例2]
除了作为冷辊13的表面材料13b，使用了添加碳的NBR橡胶(金阳社制：37H50S，硬度50度，体积电阻率105Ω·cm)以外，与实施例1相同地实施了薄膜的卷绕。
[比较例1]
除了作为冷辊13的表面材料13b，使用了没有添加碳的NBR橡胶(金阳社制：31G40W，硬度40度，体积电阻率1016Ω·cm)以外，与实施例1相同地实施了薄膜的卷绕。
[比较例2]
除了作为冷辊13的表面材料13b，使用了添加碳的NBR橡胶(金阳社制：37H80S，硬度80度，体积电阻率105Ω·cm)以外，与实施例1相同地实施了薄膜的卷绕。
[比较例3]
除了未使用冷辊13以外，与实施例1相同地实施了薄膜的卷绕。
[薄膜辊的评价]
在实施例1、2和比较例1～3中，对卷绕乙酸纤维素薄膜而形成的薄膜辊12，进行了各种品质评价。以下，对带电量、卷绕硬度、凹陷、黑带故障、杂质的附着、冷辊劣化的各种评价项目进行说明。
[带电量的评价]
带电量的测定是，使用シシド静电气(株)制：STATIRON-DZ3进行的。并且带电量越少评价薄膜辊12越优异。由带电量的测定结果，按照表1分级进行了评价。
表1 带电量 判断少于±1.0kV ◎±1.0kV以上而少于±3.0kV ○±3.0kV以上而少于±7.0kV △±7.0kV以上 ×
[卷绕硬度的评价]
如图3所示，卷绕硬度的评价是，通过测定薄膜辊120的卷绕直径的上部长度LU和下部长度LD的上下径之差(LD-LU)而进行。并且，上下直径之差越小，评价薄膜辊120的卷绕硬度越优异。由上下直径差的测定结果，按照表2分级进行了评价。
表2 上下径差 判断 小于3mm ○ 3mm以上小于10mm △ 10mm以上 ×
[凹陷的评价］
如图4(A)所示的薄膜辊121的凹陷22的评价是，如图4(B)所示，通过测定凹陷22的深度D1而进行。凹陷22的深度D1是，通过测定图中用实线表示的凹陷面中凹陷最大的部分和图中用双点划线表示的非凹陷面之间的距离而求得。优选凹陷22的深度D1较小的薄膜辊。由凹陷22的深度D1的测定结果，按照表3分级进行了评价。
表3 凹陷深度 判断 3mm ○ 3mm以上小于10mm △ 10mm以上 ×
[黑带故障的评价]
用肉眼检查图5中所示的薄膜辊125中是否发生了黑带故障26，并由故障的有无来进行了评价。并且，没有黑带故障的为优选。
[杂质附着的评价]
向薄膜辊上照射频闪观测器(stroboscope)光，用肉眼检查卷入到薄膜辊表面1圈上的杂质的个数。并且，杂质的附着个数越少越优选。由杂质附着个数的测定结果，按照表4分类进行了评价。
表4 杂质的附着个数 判断 0个～2个 ◎ 3个～5个 ○ 6个～10个 △ 11个～ ×
[冷辊的劣化评价]
对于冷辊13的劣化，将冷辊13使用1个月之后，检查在冷辊13上是否发生了裂缝，并且将冷辊13使用6个月的之后检查在薄膜辊12上是否发生了黑带故障，最后由裂缝和黑带故障的有无来进行评价。另外，作为橡胶材料的臭氧评价是，根据JIS K6259，在臭氧浓度为50pphm、温度40℃、暴露时间48小时的条件下进行的，而在工序内的劣化评价是，使用1个月之后用肉眼评价有无裂缝来进行。其中，没有裂缝和黑带故障的为优选。
[薄膜辊的综合评价]
对在实施例1、2和比较例1～3中所形成的各薄膜辊12，根据上述评价项目的判定，进行了表5所示的综合评价。
带电量卷绕硬度凹陷黑带故障杂质的附着冷辊的劣化实施例1○○○无○无实施例2◎○○无○有比较例1×○○无×有比较例2◎△△有○有比较例3○××无○-
如上所述，在实施例1中，在所有的评价项目中均得到了良好的结果。另外，在实施例2中，存在冷辊的劣化，长期使用时有黑带故障，但若避开长期的使用，则可得到良好的冷辊12。另一方面，在比较例1～3中，无法得到良好的冷辊12。
如以上的说明，根据本发明的聚合物薄膜的卷绕方法和冷辊，由于作为冷辊的表面材料，使用了体积电阻率为102Ω·cm以上1012Ω·cm以下、硬度为30度以上70度以下的橡胶，所以可生产出薄膜的带电少，杂质的附着少，且卷绕姿势优异，具有高生产率的聚合物薄膜。
并且，因作为冷辊的表面材料而使用了耐臭氧性优异的材料，所以可防止表面材料的劣化，并可防止带电或黑带故障。
另外，通过使薄膜的卷绕速度为30m/分以上，薄膜的卷绕时的膜厚为125μm以下，能够提高本发明的效果。此外，通过使薄膜卷绕时的冷辊的压紧力在10N以上100N以下，能够生产出卷绕姿势优异的薄膜辊。