CN101970210A - 在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造方法和制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供制造膜的方法,在将被处理膜从上游侧间歇地供给到具有微细的凹凸图案的模具表面的附近之后,通过将上述膜按压于上述模具表面来将上述图案转印到上述膜的表面,将结束了图案成形的处理过的膜从上述模具表面剥离,接着将新的被处理膜供给到上述模具,从而间歇地依次制造具有上述图案的膜,在该方法中,通过把持上述处理过的膜并且使其向上述上游侧移动,将上述处理过的膜从上述模具表面剥离,然后,将间歇进给长度量的被处理膜在防止褶皱产生的同时供给到上述模具表面。作为把持膜的机构,使用主辊和与该主辊平行地配置的辅助辊。作为防止褶皱的产生的机构,使用上述主辊或者使用与该主辊隔开间隔地平行配置的褶皱展平辊。
Description
技术领域
本发明涉及一种在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造方法和制造装置。在表面具有微细的凹凸图案的膜作为光学介质或者光学制品的形成材料使用。
背景技术
作为导光板、光扩散板、透镜等光学介质中使用的光学膜的制造方法,已知有这样的方法:将膜按压到在表面形成有微细的凹凸图案的原板的表面,从而将上述原板的微细的凹凸图案转印到该膜的表面上。在专利文献1或者专利文献2中提出了这样的光学制品的制造方法:作为膜,使用长条的树脂膜,将该长条的膜的预定的长度部分作为被处理膜,并间歇地供给到在表面具有微细的凹凸图案的转印板(模具)的该表面,将所述被处理膜按压到所述转印板的表面上,从而将所述图案转印到所述被处理膜的表面上,在转印完成之后,将成形有所述图案的所述被处理膜作为处理过的膜,通过沿着所述转印板的表面的纵长方向牵拉该处理过的膜,将该处理过的膜从所述转印板的表面剥离,领取剥离下来的被处理膜,并且将新的预定长度的被处理膜供给到所述转印板的所述表面。
该公知的方法具有:将所述处理过的膜从所述转印板的表面剥离的剥离工序;以及将所述新的预定长度的被处理膜供给到所述转印板的表面的供给工序。所述剥离工序是使成形有图案的膜从形成有图案的表面即模具脱模的工序,因此,有时称为脱模工序。在该公知的方法中,有时会产生以下问题。
即,在该剥离工序或者脱模工序中,由于所应用的膜的特性和模具表面的脱模剂的消耗,存在膜贴在模具表面从而使模具表面破损或者在膜转印面上留下伤痕那样的脱模痕迹的问题。
在供给工序中,由于膜的厚度和特性的影响,存在供给到模具表面的膜产生褶皱、在图案成形面产生褶皱状的成形不良这样的问题。
另外,供给到处于加热状态下的模具表面的膜在被按压到所述转印板的表面之前,在其局部部分温度升高而软化,软化的部分由于作用于膜的张力而伸长,从而存在在图案成形面产生局部的起伏的问题。该局部的起伏的产生在刚性低的膜和厚度薄的膜中显著地发生。
专利文献1:日本特开2005-199455号公报
专利文献2:日本特开2005-310286号公报
发明内容
本发明是在为了解决上述问题的手法的研究过程中而获得的。本发明的目的之一在于,当将在长条的膜中的预定的长度部分成形有微细的凹凸图案的处理过的膜从模具表面剥离,并将所述长条的膜的下一预定长度部分的新的被处理膜沿着所述模具表面进行供给时,通过沿着模具表面无褶皱地供给该新的被处理膜,来抑制图案的成形不良。另外本发明的另一目的在于,在将被处理膜向模具表面按压之前,还抑制该膜的由于局部的热负荷所产生的起伏。
本发明的在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造方法如下所述。
一种在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造方法包括以下工序:
(1-a)膜供给工序,将从位于上游侧的长条的膜的供给源取出的被处理膜以预定长度量间歇地供给到具有微细的凹凸图案的模具表面;
(1-b)图案成形工序,通过将在上述膜供给工序中供给到上述模具表面的上述被处理膜按压到上述模具表面上,来将上述模具表面的上述图案转印到上述被处理膜的表面,从而在上述被处理膜的表面成形微细的凹凸图案;
(1-c)膜剥离工序,将在上述图案成形工序中在表面成形了上述图案的处理过的膜从上述模具表面剥离;
(1-d)膜输送工序,将在上述膜剥离工序从上述模具表面剥离的上述处理过的膜输送到位于下游侧的长条的膜的收纳源,
在上述图案成形工序中成形的处理过的膜在上述膜剥离工序中从上述模具表面剥离,然后,接下来将被处理的膜在上述膜供给工序中以预定长度量间歇地供给到上述模具表面,与此相对应,上述处理过的膜在上述膜输送工序中被输送到上述膜的收纳源,由此,以预定的长度量依次反复地制造上述处理过的膜,
其特征在于,
(1-e)上述膜剥离工序中的上述处理过的膜的剥离通过使把持有上述处理过的膜的膜把持机构从上述处理过的膜的纵长方向的下游侧向上游侧移动来进行,
(1-f)上述膜供给工序中的上述被处理膜的供给与防褶皱产生机构的从上述被处理膜的纵长方向的上游侧向下游侧的移动一起进行,其中上述防褶皱产生机构用于防止供给到上述模具表面的上述被处理膜中产生褶皱。
上述本发明的膜的制造方法优选为以下三个实施方式中的任一个。
膜的制造方法的第一实施方式:
在上述本发明的膜的制造方法中,
(2-a)上述膜把持机构由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊与上述膜的上述图案成形的面接触,在该组合中,上述主辊和上述辅助辊各自的辊轴朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊隔开以上述膜能够通过的间隔彼此平行地配置,而且上述主辊和上述辅助辊分别是能够旋转的辊,
(2-b)上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此形成上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态,在形成该把持状态之后,上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述下游侧向上述上游侧移动,由此,上述处理过的膜被从上述模具表面剥离,
(2-c)在上述膜把持机构在移动到上述上游侧的位置处停止期间,通过上述主辊和上述辅助辊旋转,使得经上述主辊和上述辅助辊向上述下游侧进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,在该新的预定长度的被处理膜的供给完成后,
(2-d)使用上述主辊作为上述防褶皱产生机构,
(2-e)在上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述上游侧向上述下游侧移动期间,使上述主辊一边旋转一边移动,由此,一边防止上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
膜的制造方法的第二实施方式:
在上述本发明的膜的制造方法中,
(3-a)上述膜把持机构由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊与上述膜的上述图案成形的面接触,在该组合中,上述主辊和上述辅助辊各自的辊轴朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊以上述膜能够通过的间隔彼此平行地配置,而且上述主辊和上述辅助辊分别是能够旋转的辊,
(3-b)上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此形成上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态,在形成该把持状态之后,上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述下游侧向上述上游侧移动,由此,上述处理过的膜被从上述模具表面剥离,
(3-c)在上述膜把持机构在移动到上述上游侧的位置处停止期间,通过上述主辊和上述辅助辊旋转,使得经上述主辊和上述辅助辊向上述下游侧进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,在该新的预定长度的被处理膜的供给完成后,
(3-d)使用能够旋转的褶皱展平辊来作为上述防褶皱产生机构,该褶皱展平辊在上述主辊的上述上游侧与上述主辊隔开间隔地平行配置,并且该褶皱展平辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,
(3-e)在上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述上游侧向上述下游侧移动期间,使上述褶皱展平辊跟随上述膜把持机构的移动而一边旋转一边移动,由此,一边防止上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
膜的制造方法的第三实施方式:
在上述本发明的膜的制造方法中,
(4-a)上述膜把持机构由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊与上述膜的上述图案成形的面接触,在该组合中,上述主辊和上述辅助辊各自的辊轴朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊以上述膜能够通过的间隔平行地配置,而且上述主辊和上述辅助辊分别是能够旋转的辊,
(4-b)上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此形成上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态,在形成该把持状态之后,上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述下游侧向上述上游侧移动,由此,上述处理过的膜被从上述模具表面剥离,
(4-c)在上述膜把持机构在移动到上述上游侧的位置处停止之后,在上述主辊的旋转被阻止的状态下,通过上述膜把持机构从上述上游侧向上述下游侧移动,由此来进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,
(4-d)使用能够旋转的褶皱展平辊来作为上述防褶皱产生机构,该褶皱展平辊在上述主辊的上述上游侧与上述主辊隔开间隔地平行配置,并且该褶皱展平辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,
(4-e)在上述被处理膜的供给中,在上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述上游侧向上述下游侧移动期间,使上述褶皱展平辊跟随上述膜把持机构的移动而一边旋转一边移动,由此,一边防止上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
本发明的在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造装置如下所述。
一种在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造装置,其包括:
(5-a)在表面具有微细的凹凸图案的模具;
(5-b)从位于上游侧的长条的膜的供给源取出被处理膜的膜取出装置;
(5-c)将上述被处理膜按压到上述模具的表面上的膜按压装置;
(5-d)膜剥离装置,其用于将具有微细的凹凸图案的处理过的膜从上述模具的表面剥离,该处理过的膜是这样成形的:利用上述膜按压装置将由上述膜取出装置取出并间歇地供给到上述模具的表面的被处理膜按压到上述模具的表面,从而将上述模具的表面的上述微细的凹凸图案转印到上述被处理膜的表面上;
(5-e)膜领取装置,其将通过该膜剥离装置从上述模具的表面剥离并且输送到下游侧的上述处理过的膜领取到位于下游侧的上述长条的膜的收纳源;
利用上述膜剥离装置将通过上述膜按压装置处理过的处理过的膜从上述模具表面剥离,利用上述膜剥离装置将通过上述膜取出装置取出的被处理膜以预定长度供给到上述模具表面,与此相对应,通过将上述处理过的膜输送至上述膜领取装置,由此依次反复地制造上述预定长度的处理过的膜,
其特征在于,
(5-f)上述膜剥离装置包括膜把持装置,该膜把持装置在把持上述处理过的膜的状态下沿着上述处理过的膜的纵长方向从下游侧向上游侧移动,并且
(5-g)上述膜把持装置包括防褶皱产生装置,该防褶皱产生装置用于防止供给到上述模具的表面的上述被处理膜中产生褶皱,上述被处理膜的供给与该防褶皱产生装置的从上述被处理膜的纵长方向的上游侧向下游侧的移动一起进行。
上述本发明的膜的制造装置优选是以下三个实施方式中的任一个。
膜的制造装置的第一方式:
在上述本发明的膜的制造装置中,
(6-a)上述膜把持装置由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊能够与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊能够与上述膜的上述图案成形的面接触,
(6-b)上述主辊的辊轴和上述辅助辊的辊轴分别朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊隔开上述膜能够通过的间隔地平行配置,
(6-c)上述主辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于主辊支承臂,
(6-d)上述辅助辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于辅助辊支承臂,
(6-e)上述主辊支承臂和上述辅助辊支承臂固定于底座,
(6-f)该底座以能够沿着上述膜的纵长方向移动的方式支承于沿着上述膜的纵长方向设置的底座移动引导件,并且
(6-g)相对于上述膜把持装置装备有使该膜把持装置沿着上述底座移动引导件移动的膜把持装置移动机构,
(6-h)在上述膜把持装置中,上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此,在形成了上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态的状态下,利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置从下游侧向上游侧移动,由此来将上述处理过的膜从上述模具的表面剥离,
(6-i)在上述膜把持装置在移动到上述上游侧的位置处停止期间,通过上述主辊和上述辅助辊的旋转,经上述主辊和上述辅助辊向上述下游侧进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,
(6-j)使用上述主辊作为上述防褶皱产生装置,
(6-k)在利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置沿着上述模具的表面从上述上游侧向下游侧移动期间,使上述主辊一边旋转一边移动,由此,一边防止经上述主辊和上述辅助辊已经向上述下游侧供给的上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具的表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
在上述膜的制造装置的第一方式中,优选的是:
(7-a)上述膜把持装置移动机构由以下两个组合中的任一个组合或者这两个组合构成,上述两个组合分别是:上述主辊与积极地驱动该主辊旋转的主辊旋转驱动机构的组合;以及上述底座与积极地使上述底座沿着上述底座移动引导件移动的底座驱动机构的组合。
膜的制造装置的第二方式:
在上述本发明的膜的制造装置中,
(8-a)上述膜把持装置由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊能够与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊能够与上述膜的上述图案成形的面接触,
(8-b)上述主辊的辊轴和上述辅助辊的辊轴分别朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊隔开上述膜能够通过的间隔地平行配置,
(8-c)上述主辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于主辊支承臂,
(8-d)上述辅助辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于辅助辊支承臂,
(8-e)上述主辊支承臂和上述辅助辊支承臂固定于底座,
(8-f)该底座以能够沿着上述膜的纵长方向移动的方式支承于沿着上述膜的纵长方向设置的底座移动引导件,并且
(8-g)相对于上述膜把持装置装备有使该膜把持装置沿着上述底座移动引导件移动的膜把持装置移动机构,
(8-h)在上述膜把持装置中,上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此,在形成了上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态的状态下,利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置从下游侧向上游侧移动,由此来将上述处理过的膜从上述模具的表面剥离,
(8-i)在上述膜把持装置在移动到上述上游侧的位置处停止期间,通过上述主辊和上述辅助辊的旋转,经上述主辊和上述辅助辊向上述下游侧进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,
(8-j)使用褶皱展平辊来作为上述防褶皱产生装置,该褶皱展平辊在上述主辊的上述上游侧与上述主辊隔开间隔地平行配置,并且该褶皱展平辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,
(8-k)该褶皱展平辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于褶皱展平辊支承臂,该褶皱展平辊支承臂固定于上述底座,
(8-l)在利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置沿着上述模具的表面从上述上游侧向下游侧移动期间,使上述褶皱展平辊跟随上述膜把持装置的移动而一边旋转一边移动,由此,一边防止经上述主辊和上述辅助辊已经向上述下游侧供给的上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具的表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
在上述膜的制造装置的第二方式中,优选的是:
(9-a)上述膜把持装置移动机构由以下两个组合中的任一个组合或者这两个组合构成,上述两个组合分别是:上述主辊与积极地驱动该主辊旋转的主辊旋转驱动机构的组合;以及上述底座与积极地使上述底座沿着上述底座移动引导件移动的底座驱动机构的组合。
膜的制造装置的第三方式:
在上述本发明的膜的制造装置中,
(10-a)上述膜把持装置由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊能够与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊能够与上述膜的上述图案成形的面接触,
(10-b)上述主辊的辊轴和上述辅助辊的辊轴分别朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊隔开上述膜能够通过的间隔地平行配置,
(10-c)上述主辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于主辊支承臂,
(10-d)上述辅助辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于辅助辊支承臂,
(10-e)上述主辊支承臂和上述辅助辊支承臂固定于底座,
(10-f)该底座以能够沿着上述膜的纵长方向移动的方式支承于沿着上述膜的纵长方向设置的底座移动引导件,并且
(10-g)相对于上述膜把持装置装备有使该膜把持装置沿着上述底座移动引导件移动的膜把持装置移动机构,
(10-h)在上述膜把持装置中,上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此,在形成了上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态的状态下,利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置从下游侧向上游侧移动,由此来将上述处理过的膜从上述模具的表面剥离,
(10-i)在上述膜把持装置在移动到上述上游侧的位置处停止后,在上述主辊的旋转被阻止的状态下,利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置沿着上述模具的表面从上述上游侧向上述下游侧移动,由此来对上述模具的表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,
(10-j)使用褶皱展平辊来作为上述防褶皱产生装置,该褶皱展平辊在上述主辊的上述上游侧与上述主辊隔开间隔地平行配置,并且该褶皱展平辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,
(10-k)该褶皱展平辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于褶皱展平辊支承臂,该褶皱展平辊支承臂固定于上述底座,
(10-l)在上述被处理膜的供给中,在利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置沿着上述模具的表面从上述上游侧向上述下游侧移动期间,使上述褶皱展平辊跟随上述膜把持装置的移动而一边旋转一边移动,由此,一边防止上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具的表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
在上述膜的制造装置的第三方式中,优选的是:
(11-a)上述膜把持装置移动机构由以下两个组合中的任一个组合或者这两个组合构成,上述两个组合分别是:上述主辊与积极地驱动该主辊旋转的主辊旋转驱动机构的组合;以及上述底座与积极地使上述底座沿着上述底座移动引导件移动的底座驱动机构的组合。
在上述膜的制造装置的第一、第二以及第三方式的任一方式中,优选的是:
(12-a)上述主辊的外表面由以硅酮类树脂或者氟类树脂为主要成分的发泡海绵形成。
在上述膜的制造装置的第一、第二以及第三方式的任一方式中,优选的是:
(13-a)上述褶皱展平辊的外表面由以硅酮类树脂或者氟类树脂为主要成分的发泡海绵形成。
根据本发明的膜的制造方法或者制造装置,能够制造出具有良好的图案成形面的膜。
更具体来说,根据本发明的膜的制造方法、或者本发明的膜的制造装置,成形有图案的膜通过沿着模具表面的纵长方向移动的膜把持机构而沿着模具表面的纵长方向连续地剥离,因此,抑制了膜表面上的剥离痕迹即脱模痕迹的产生。另外,通过与被处理膜的供给同时移动的防褶皱产生机构,抑制了沿着模具表面接下来被供给的新的预定长度的被处理膜的自模具表面的局部浮起和褶皱产生。因此,即使使用的膜是厚度薄的膜或者刚性低的膜,也能够制造出成形褶皱和起伏少的具有良好的图案成形面的膜。
根据本发明的膜的制造方法的第一或第二实施方式、或者根据本发明的膜的制造装置的第一或第二实施方式,在模具表面的纵长方向的整个全长上,在旋转的辊移动的同时沿着模具表面供给膜,因此,能够在不会使膜擦到模具表面的情况下进行膜的供给和褶皱展平,能够抑制对模具表面的破坏并且能够抑制成形褶皱和起伏的产生。
根据本发明的膜的制造方法的第三实施方式、或者根据本发明的膜的制造装置的第三实施方式,通过膜把持机构的移动,在从膜的供给源拉出膜的同时,沿着模具表面供给膜,而且褶皱展平辊跟随所述膜把持机构的移动而一边旋转一边移动,由此也进行膜的褶皱展平,因此,缩短了对多个预定长度的膜的图案成形的循环时间,并且能够抑制成形褶皱和起伏的产生。
附图说明
图1是本发明的膜的制造装置的一例的概略侧视图。
图2是沿图1中的X-X截面的箭头方向视图。
图3是说明使用图1所示的装置实施本发明的膜的制造方法的第一实施方式的情况下的主要动作要素的动作状态的图,图3中的(a)至(h)是说明该动作状态的时序变化的图。
图4是本发明的膜的制造装置的另一例的部分概略侧视图。
图5是说明使用图4所示的装置实施本发明的膜的制造方法的第二实施方式的情况下的主要动作要素的动作状态的图,图5中的(a)至(h)是说明该动作状态的时序变化的图。
图6是说明使用图4所示的装置实施本发明的膜的制造方法的第三实施方式的情况下的主要动作要素的动作状态的图,图6中的(a)至(g)是说明该动作状态的时序变化的图。
图7是本发明的膜的制造装置的又一例的概略侧视图。
图8是沿图7中的Y-Y截面的箭头方向视图。
图9是说明使用图7所示的装置实施本发明的膜的制造方法的第三实施方式的情况下的主要动作要素的动作状态的图,图9中的(a)至(h)是说明该动作状态的时序变化的图。
标号说明
1:膜的制造装置
2:膜(被处理膜)
2A:膜搬送路径
2F:膜收纳源(处理过的膜的辊)
2Fa:膜辊
2S:膜供给源(被处理膜辊)
2Sa:膜辊
2a:膜的图案成形的面(成形面)
2b:膜的图案成形的面(成形面)的相反侧的面
3:模具
3a:模具表面
10:膜按压装置
11:支柱
12:按压缸
14a:上加压板
14b:下加压板
15a:上调温板
15b:下调温板
16S:移动基座
16a:上固定基座
16b:下固定基座
17:弹性板
20:膜把持装置
20A:膜剥离装置
20B:防褶皱产生装置
21:主辊(剥离辊)
21Aa、21Ab:一对主辊支承臂
22:辅助辊
22Aa、22Ab:一对辅助辊公转支承臂
22Ba、22Bb:一对辅助辊公转驱动轴
22Ca、22Cb:一对辅助辊支承臂
22Da、22Db:一对褶皱展平辊支承臂
22p:待机位置(原来的位置、初始位置)
23:主辊(剥离辊)旋转驱动机构
24:辅助辊公转驱动机构
25a、25b:一对底座移动引导件
26a、26b:一对底座
28:主辊旋转控制器
29:膜把持装置移动驱动机构
30:加热单元
40:冷却单元
50:膜取出装置
51:放卷辊旋转驱动机构
52a、52b、52c、52d:搬送辊
53:放卷缓冲部
54:膜固定部
55:盒体
56:抽吸排气机构
57a、57b:传感器
60:膜领取装置
61:卷绕辊驱动机构
62a、62b、62c:搬送辊
63:卷绕缓冲部
64:搬送驱动辊
64a:夹持辊
65:膜固定部
66:盒体
67:抽吸排气机构
68a、68b:传感器
70:膜张力调整机构
71:引导辊
72:张力检测用辊
73:张力检测机构
401:膜的制造装置
420B:防褶皱产生装置
421:褶皱展平辊
701:膜的制造装置
A:上游侧
B:下游侧
C:正转方向
D:反转方向
H:主辊或者褶皱展平辊与模具表面之间的距离(间隙)
具体实施方式
说明用于实施本发明的膜的制造方法的若干个膜的制造装置的各个实施方式。通过阅读各个制造装置的说明,能够理解本发明的膜的制造方法。
图1是本发明的膜的制造装置的第一实施方式的一例的概略侧视图。图2是沿图1中的X-X截面的箭头方向视图。图3是说明使用图1所示的膜的制造装置实施本发明的膜的制造方法的第一实施方式的情况下的主要动作要素的动作状态的图,图3中的(a)至(h)是说明该动作状态的时序变化的图。
图1中示出了本发明的膜的制造装置1。在膜的制造装置1中装备有模具3,在该模具3的表面(模具表面)3a具有微细的凹凸图案。在模具3的上游侧装备有膜取出装置50,该膜取出装置50从长条的膜的供给源(被处理膜辊)2S取出膜(被处理膜)2。
在膜的制造装置1装备有膜按压装置10,该膜按压装置10将供给到模具表面3a的膜2按压到模具表面3a上。
在膜的制造装置1中装备有膜剥离装置20A,该膜剥离装置20A将具有微细的凹凸图案的膜(处理过的膜)从模具表面3a剥离,关于处理过的膜,通过将从膜取出装置50取出的膜2间歇地供给到模具的表面,并且借助膜按压装置10将膜2按压到模具表面3a上,从而将模具表面3a的微细的凹凸图案转印到膜2的表面(成形面)2a上而成形。
在膜的制造装置1中装备有膜领取装置60,膜领取装置60将通过膜剥离装置20A从模具表面3a剥离并向下游侧输送的膜(处理过的膜)领取到位于下游侧的长条的膜的收纳源(处理过的膜的辊)2F。在膜取出装置50和膜领取装置60之间形成有膜搬送路径2A。膜取出装置50和膜领取装置60形成将膜2的预定长度部分沿着膜搬送路径2A进行搬送的膜搬送装置。
在膜剥离装置20A装备有膜把持装置20。膜把持装置20在把持有膜2的状态下沿着膜2的纵长方向移动。当膜把持装置20从下游侧向上游侧移动的时候,成形有图案的处理过的膜从模具表面3a剥离。另外,在膜把持装置20装备有防褶皱产生装置20B。防褶皱产生装置20B沿着模具3的纵长方向移动。当防褶皱产生装置20B与沿着模具表面3a的被处理膜的供给一起从上游侧向下游侧移动的时候,防止沿着模具表面3a的被处理膜产生褶皱。
膜按压装置10具有下固定基座16b,在下固定基座16b设置有向上方延伸的四根支柱11,在四根支柱11的上端安装有上固定基座16a。在上固定基座16a的下侧,移动基座16S以能够上下运动的方式安装于支柱11。在移动基座16S的下表面安装有上加压板14a,在上加压板14a的下表面安装有上调温板15a。在下基座16b的上表面安装有下加压板14b,在下加压板14b的上表面安装有下调温板15b。在下调温板15b的上表面安装有模具3。在模具表面3a形成有微细的凹凸图案。
在上固定基座16a装备有按压缸12,从按压缸12延伸的活塞杆与移动基座16S结合。通过按压缸12的动作,移动基座16S向下方移动,将膜2按压到模具表面3a上。另外,通过按压缸12的动作,移动基座16S向上方移动,从而释放膜2向模具表面3a的按压。
上调温板15a用于向模具表面3a按压膜2时的膜2的加热或者冷却,其温度控制通过加热单元30或者冷却单元40来进行。另外,下调温板15b用于向模具表面3a按压膜2时的模具3的加热或者冷却,其温度控制通过加热单元30或者冷却单元40来进行。
模具3也可以安装于上调温板15a的下表面。上调温板15a和下调温板15b的膜按压面侧的平面度优选在10μm以下,更优选在5μm以下。图案的成形加工并不仅限定于加热成形方式,例如,也可以通过利用光的成形方式来进行成形。在不使用加热成形方式的情况下,上下的调温板以及与它们连接的加热单元和冷却单元也不再需要。
按压缸12与省略了图示的液压泵连接。利用液压泵来进行上加压板14a的升降动作和加压力的控制。按压机构也可以是除了液压方式的按压缸以外的能够控制加压力的加压机构。
用于图案成形的压力优选为0.1MPa至20MPa。更优选为1MPa至10MPa。在压力超过20MPa的情况下,有时会使模具破损或者变形。在压力不足0.1MPa的情况下,有时形成膜的树脂在成形时不能充分流动,从而无法在膜的表面成形与模具表面的图案一样的图案。
按压缸的升压速度优选为0.01MPa/秒至10MPa/秒。更优选为0.05MPa/秒至5MPa/秒。在升压速度超过了10MPa/秒的情况下,有时升压时形成膜的树脂的变形无法跟随升压速度,从而在膜的表面无法成形与模具表面的图案一样的图案。在升压速度不到0.01MPa/秒的情况下,图案成形耗费时间,生产率会降低。
模具表面3a的微细的凹凸图案通过机械加工、激光加工、光刻法、电子束描绘方法等来形成。微细的凹凸图案中的凹凸的高度通常为10nm至1mm的范围,凹凸的周期通常为10nm至1mm的范围。凹凸的高度优选为1μm至100μm。凹凸的周期优选为1μm至100μm。作为凹凸中的凸部,根据所希望的光学制品使用各种突起。突起在模具表面3a通常配置成离散状、点状。作为突起的示例,有三棱锥形状、圆锥形状、四棱柱形状、透镜形状等。作为其他的突起的配置示例,有截面为三角形、四边形、梯形、半圆形、椭圆形等的突起配置成条纹状的例子。
形成模具的材料考虑按压时的强度、图案的加工精度、膜的脱模性来进行选定。作为材料,例如有不锈钢、镍、含有铜等的金属材料、硅酮、玻璃、陶瓷、树脂。根据需要,以提高脱模性为目的,在模具的表面覆盖有机膜。
在上调温板15a的下表面,优选安装有具有130℃以上的耐热温度的弹性板17。即使膜2具有一定程度的厚度不均,由于介入有弹性板17,膜2也会在整个面上均匀地按压于模具表面3a。弹性板17例如由厚度为0.3mm至1.0mm的三元乙丙橡胶(EPDM)、硅酮橡胶、或者氟橡胶形成。弹性板17的表面优选实施了使其相对于膜2的表面容易滑动的处理。这里,所谓的某一材料的耐热温度是将该材料放置24小时时该材料的抗拉强度的变化率超过了10%的时候的温度。
在图2中,膜剥离装置20A中的膜把持装置20由主辊21和辅助辊22的组合构成,所述主辊21能够与膜2的图案成形的面(成形面)2a的相反侧的面2b接触,辅助辊22能够与膜2的图案成形的面2a接触。主辊21的辊轴和辅助辊22的辊轴分别朝向膜2的宽度方向,主辊21和辅助辊22隔开膜2能够通过的间隔地平行配置。
主辊21的两端部能够旋转地支承于一对主辊支承臂21Aa、21Ab。辅助辊22的两端部能够旋转地支承于一对辅助辊公转支承臂22Aa、22Ab,该一对辅助辊公转支承臂22Aa、22Ab固定于一对辅助辊公转驱动轴22Ba、22Bb,该一对辅助辊公转驱动轴22Ba、22Bb能够旋转地支承于一对辅助辊支承臂22Ca、22Cb,在一个辅助辊公转驱动轴22Ba结合有辅助辊公转驱动机构24,该辅助辊公转驱动机构24使辅助辊22沿着主辊21的周面向正方向和负方向公转。作为辅助辊公转驱动机构24,例如使用电磁马达、利用了气压的致动器。
将辅助辊支承成能够相对于主辊公转的上述方式,是反复进行在主辊和辅助辊之间将膜悬挂成S字状的动作和释放该悬挂状态的动作的情况的一个例子。主辊和辅助辊之间的关系并不限定于上述方式。只要能够在两个辊之间将膜悬挂成S字状,则使辅助辊在主辊的周面附近移动的机构并不特别限定。只要能够在主辊和辅助辊之间将膜悬挂成S字状即可,可以维持保持其悬挂状态的情况,即,可以是其悬挂状态不被释放的结构。
一对主辊支承臂21Aa、21Ab的下端部固定于在沿着模具3的纵长方向的两侧设置的一对底座26a、26b,另外,一对辅助辊支承臂22Ca、22Cb的下端部也固定于一对底座26a、26b。
一对底座26a、26b以能够在模具3的纵长方向移动的方式支承于一对底座移动引导件25a、25b,该一对底座移动引导件25a、25b设置在沿着模具3的纵长方向的两侧,并且相对于膜把持装置20装备有膜把持装置移动驱动机构29,该膜把持装置移动驱动机构29使膜把持装置20沿着一对底座移动引导件25a、25b移动。作为膜把持装置移动驱动机构29,适于使用线性驱动马达(伺服马达),但是也可以是电磁致动器或气压致动器等。
在膜把持装置20中,辅助辊22借助辅助辊公转驱动机构24相对于主辊21公转,处理过的膜呈S字状地悬挂于主辊21和辅助辊22,由此,形成主辊21和辅助辊22对处理过的膜的把持状态,在形成该把持状态之后,利用膜把持装置移动驱动机构29使膜把持装置20从下游侧向上游侧移动,由此,来将处理过的膜从模具表面3a剥离。
然后,在膜把持装置20在移动至上游侧的位置处停止期间,通过主辊21和辅助辊22的旋转,经主辊21和辅助辊22向下游侧进行新的预定长度的被处理膜的供给。
接着,在该实施方式中,使用主辊21作为防褶皱产生装置20B,在利用膜把持装置移动驱动机构29使膜把持装置20沿着模具表面3a从上游侧向下游侧移动期间,主辊21一边旋转一边移动,由此,一边防止经主辊21和辅助辊22已经向下游侧供给的被处理膜中产生褶皱,一边沿着模具表面3a进行新的预定长度的被处理膜的供给。
在该实施方式中,装备有与主辊21的辊轴结合的主辊旋转驱动机构23、主辊旋转控制器28,该主辊旋转控制器28与主辊旋转驱动机构23结合并控制主辊21的旋转方向和转速(辊的圆周速度)。作为主辊旋转驱动机构23,优选使用伺服马达,作为主辊旋转控制器28,优选使用伺服放大器。在利用主辊旋转驱动机构23驱动主辊21旋转的情况下,优选以主辊旋转驱动机构23对主辊21的旋转移动速度(圆周速度)和膜把持装置移动驱动机构29使膜把持机构20沿着一对底座移动引导件25a、25b移动的移动速度同步的方式分别进行驱动。
在剥离膜2的情况下,优选一边使主辊21旋转,一边利用膜把持装置移动驱动机构29在使膜把持机构20向上游侧移动的同时进行剥离。通过利用膜把持装置移动驱动机构29使膜把持机构20往复移动,能够将处理过的膜从模具表面3a剥离,以及能够沿模具表面3a供给被处理膜,而无需从下游侧强制性地牵拉膜2。由此,不仅防止了在模具表面3a处产生褶皱,而且抑制了被处理膜的在模具表面3a受到热负荷的部分处的局部的伸长,抑制了图案成形后的处理过的膜中起伏的产生。另外,还抑制了刚剥离之后的膜的搬送中褶皱的产生。
在膜2的表面与主辊21的周面之间的摩擦力足够高的情况下,仅通过该摩擦力和作用于膜2的张力,获得膜把持机构20的沿着一对底座移动引导件25a、25b的移动力。在该情况下,不需要利用膜把持装置移动驱动机构29使一对底座26a、26b积极地移动。
主辊21的周面中的至少与膜2接触的周面优选由以硅酮类树脂或者氟类树脂为主要成分的发泡海绵来形成,以使得即使一边使膜2接触或者按压于模具表面3a一边供给膜2,模具表面3a的微细的凹凸图案也不会破损,并且主辊21的表面也不会由于高温的模具表面3a而劣化。通过主辊21使膜2一边接触或者按压于模具表面3a一边进行移动,能够获得更好的褶皱展平效果。
主辊21的周面可以由具有一定的弹性和粘接性的橡胶形成。在该情况下,该橡胶的橡胶硬度(JIS K6253)优选为40到70,更优选为50到60。主辊21的周面的粗糙度算术平均偏差值(JIS B0601)优选为0.01μm到1.0μm。更优选为0.01μm到0.5μm。作为适合的橡胶,有三元乙丙橡胶(EPDM)、硅酮橡胶、氟橡胶。
在橡胶硬度大于70或者粗糙度算术平均偏差值大于1.0μm的情况下,有时膜2与主辊21之间的紧贴性不充分。在该情况下,在膜的剥离时,会存在以下情况:膜2与主辊21之间产生打滑,由于膜2的张力降低而导致剥离力降低。若橡胶硬度不到40,则剥离动作时的橡胶的变形变大,因此,有时剥离动作变得不稳定。在该情况下,有时会在膜的面上产生剥离痕迹。粗糙度算术平均偏差值不到0.01μm的主辊有时制作困难。
在从模具表面剥离膜的时候或向模具表面供给膜的时候,主辊也可以与位于模具表面的状态的膜的与模具表面接触的表面的相反侧的表面接触。这样,优选的是,当在主辊与位于模具表面的膜的表面接触的状态下进行剥离动作或供给动作的情况下,能够控制主辊所带来的膜对模具表面的按压力。例如,优选的是,在主辊的辊轴的两端部附设由气缸或弹簧等弹性部件构成的主辊按压调整机构,从而能够控制主辊向模具表面方向的按压力。主辊与位于模具表面的膜的表面以适度的接触压力接触,由此能够增大剥离效果和褶皱展平效果。
在膜极薄或者在厚度方向容易变形而且模具表面的微细的凹凸图案极其微细的情况下,在主辊与模具表面接触的时候,在有可能损伤模具表面的情况下,如图2所示,优选将主辊的周面与模具表面之间的距离(间隙)H选定为0.1mm到5mm的范围。更加优选的是0.1mm到1mm的范围。
从膜的剥离动作和供给动作的观点出发,优选间隙H在5mm以下。即,在膜的剥离动作中,在间隙H在5mm以下的情况下,膜自模具表面的剥离点位于主辊的大致正下方,剥离点与主辊的移动一起连续地移动,因此是优选的。在膜的供给动作中,在间隙H在5mm以下的情况下,由于能够沿着模具表面以平面性高的状态供给膜,因此,从防止褶皱产生的观点出发,是优选的。
在间隙H超过5mm的情况下,在膜的剥离动作中,当剥离点的移动停止、或剥离点以主辊的圆周速度以上的速度向上游侧移动时,有时剥离点的移动会变成断续性的。在剥离点的移动停止的部位,有时会在膜的宽度方向的范围内出现线状的剥离痕迹。在膜的供给动作中,有时模具表面的膜的平面性会成为不良的状态。
如果间隙H不到0.1mm,则模具表面与主辊可能接触,在接触的情况下,有时模具表面的微细的凹凸图案的形状会破损。主辊与模具表面的平行度优选在0.5mm以下,更加优选在0.1mm以下。
主辊与模具表面的平行度可以以模具表面为基准面通过安装于膜宽度方向的两端面的移位传感器来测量。即,测量在使主辊位于该移位传感器的正上方时测量的模具表面与辊外表面之间的距离在两端处的差,并且将其值作为平行度。
也可以使冷却水在主辊和辅助辊双方或者任一方循环以将该辊的温度调节到一定温度。由于膜在从模具表面剥离的状态下温度高,因此,为了使在剥离时与膜接触的主辊和辅助辊的温度尽量维持恒定,优选在该辊上设置调温机构。这样,能够降低剥离时和刚剥离之后的膜的温度。另外,对于成形后的膜的搬送和卷绕的稳定化也有帮助。
可以在主辊的辊轴上附设振动赋予机构,以使得在膜的剥离时,主辊在其轴向微细地振动。作为振动赋予机构中的振动驱动要素,例如可以使用电磁致动器、线性致动器或者超声波振子。也可以设置仅使主辊的外表面振动的振动赋予机构。通过主辊整体或者主辊的外表面振动,振动经卷绕在主辊上的膜传递到剥离点,从而带来使膜顺畅地剥离的效果。
为了稳定地进行膜自模具表面的剥离动作,优选在主辊和膜之间获得适合剥离的摩擦力。为此,优选能够将膜与主辊在膜纵长方向的接触长度设定在30mm到300mm的范围内。具体来说,主辊的直径优选在50mm到200mm的范围。虽然与辅助辊相对于主辊的公转位置有关,但是大体来说,若主辊的直径不到50mm,则主辊表面上的膜的包角小,因此有时在接触面无法获得足够的摩擦力。在该情况下,有可能不能产生足够的剥离力或者主辊会空转。若主辊的直径不到50mm,则在刚脱模之后的膜沿着主辊的周面的情况下,膜的曲率变得过大,有可能使膜产生卷曲等变形。若主辊的直径大于200mm,则为了完成剥离动作,要求更大的空间。在膜按压装置内,确保这种大空间有时在装置设计方面是困难的。
为了提高膜的生产率,可以使剥离动作高速化。但是,若使剥离动作高速化,则在剥离过程中,容易在主辊和膜之间产生空气的进入,从而在两者之间容易产生滑动。若产生滑动,则膜在模具表面的剥离点断续性地移动,从而产生剥离痕迹。在高速的剥离动作中,为了不产生滑动,可以提高滑动极限速度。为了提高滑动极限速度,在将膜对主辊的包角维持为适当角度的同时使主辊小径化并且增大主辊的表面粗糙度是有效的。
剥离速度虽然与膜的材质和成形的图案的形状等有关,但是大体上来讲,优选在10m/分钟到100m/分钟。更优选为20m/分钟到60m/分钟。若剥离速度不到10m/分钟,则生产率极低,若剥离速度超过100m/分钟,则在主辊的表面和膜之间容易产生空气的进入,其结果为容易产生滑动。
辅助辊22的周面中的至少与膜2接触的周面可以由与上述的形成主辊21的周面的材料相同的材料形成。在辅助辊和膜之间的摩擦阻力高的情况下,在辅助辊的表面有可能诱发膜的褶皱。在该情况下,优选辅助辊的周面由滑动性高的氟树脂或者金属形成。
剥离动作时作用于膜的张力虽然与膜的材质和膜的温度有关,但是大体上来说,优选为1到100N的范围。更优选为5到50N。
形成主辊以及辅助辊的周面的材料的耐热温度优选在100℃以上,更优选为130℃以上。各辊由于与高温的膜接触,因此,有时会带来高温所致的随着时间经过的尺寸变化和强度降低,因此,形成周面的材料优选具有上述的耐热温度的值。由此,能够防止剥离动作不良。这里所说的耐热温度的定义如前所述。
上调温板15a和下调温板15b由铝合金形成,在各个板内浇铸有电热加热器。各电热加热器的温度由加热单元30来控制。可以在各调温板内设置热媒流通通道,通过使热媒流通来进行各板的温度控制。
作为热媒,例如使用バ一レルサ一ム(松村石油(株式会社)、NeoSK-OIL(綜研テクニツクス(株式会社))或者加热到100℃以上的水。为了能够高效地传热,热媒流道内部的雷诺数优选为1.0×104到12×104的范围。
作为调温板的加热机构,例如在使用多个浇铸加热器或者筒式加热器的情况下,能够分开控制调温板的多个部分的温度。
调温板在升温、降温以及维持恒定温度的阶段,板的多个部位的温度差优选在10℃以内,更加优选在5℃以内。
关于模具3的温度调整,也可以代替调温板的使用,或者在使用调温板的同时,在模具中设置热媒流通通道,利用热媒直接对模具进行调温。
在上调温板15a和下调温板15b内设置有冷媒流通通道,通过使冷媒流通来进行各板的温度控制。冷媒使各板形成的温度通过冷却单元40来控制。
作为冷媒,水是最合适的,但是可以是乙二醇溶液等。冷媒的温度优选在10℃到50℃的范围。为了能够高效地传热,冷媒流通通道内部的雷诺数优选在1.0×104到12×104的范围。
膜取出装置50包括膜供给源2S。膜供给源2S通常由卷绕有膜(被处理膜)的膜辊2Sa构成。膜辊2Sa通过安装于从基座延伸的一对支承臂的辊旋转轴而被支承成能够旋转。在辊旋转轴的一个端部设置有放卷辊旋转驱动机构51。膜取出装置50还包括:搬送辊52a、52b、52c和52d、放卷缓冲部53以及膜固定部54。
膜领取装置60包括膜收纳源2F。膜收纳源2F通常由卷绕有膜(处理过的膜)的膜辊2Fa构成。膜辊2Fa通过安装于从基座延伸的一对支承臂的辊旋转轴而被支承成能够旋转。在辊旋转轴的一个端部设置有卷绕辊旋转驱动机构61。膜领取装置60还包括:搬送辊62a、62b和62c、卷绕缓冲部63、搬送驱动辊64以及膜固定部65。
放卷缓冲部53由盒体55及与其连接的抽吸排气机构56构成。卷绕缓冲部63由盒体66和与其连接的抽吸排气机构67构成。各抽吸排气机构56、67是真空泵等只要能够对空气进行抽吸和排气的机构即可。通过将各盒体55、66内的空气排出,在***到盒体内的膜的表背两面产生压力差,对膜赋予一定的张力,并且在盒体内将膜保持为U字状的状态。
关于存在于盒体内的膜的长度,在成形膜的前后间歇地搬送的膜的长度量是适当的。在盒体55内安装有传感器57a、57b。在盒体66内安装有传感器68a、68b。通过这些传感器来检测存在于盒体内的膜的位置。
在利用膜剥离装置20A将膜剥离后,在将新的被处理膜朝向模具3供给的阶段、以及在将剥离后的处理过的膜从模具3领取的阶段,进行膜的搬送。在该膜的搬送时,在盒体内的传感器检测到膜偏离了预定的位置的时候,驱动放卷辊旋转驱动机构51或者卷绕辊旋转驱动机构61。通过放卷辊旋转驱动机构51的驱动,被处理膜被供给到盒体55,从而形成预定长度的被处理膜位于盒体55内的状态。另外,通过卷绕辊旋转驱动机构61的驱动,处理过的膜被供给到盒体66,从而形成预定长度的处理过的膜位于盒体66内的状态。
膜固定部54的位置面向膜搬送路径2A,膜固定部54停止和容许膜向纵长方向的移动。膜固定部65的位置面向模具3与搬送辊62a之间的膜搬送路径2A,膜固定部65停止和容许膜向纵长方向的移动。膜固定部54、65通常分别由利用上表面具有大量的抽吸孔的平板形成的空气抽吸盒构成。也可以代替该空气抽吸方式,而使用机械的夹紧方式,来停止和容许膜的移动。
在通过膜按压装置10的动作来按压膜从而进行图案的成形的工序中,两个膜固定部54、65以约束膜的移动的方式动作。在膜从模具表面剥离的工序中,膜固定部54动作,将膜固定,而将膜固定部65释放。在从上游侧向下游侧搬送膜的时候,两个膜固定部54、65被释放。
搬送驱动辊64与马达等旋转驱动机构(省略了图示)连结。在搬送膜时,夹持辊64a接近搬送驱动辊64并夹持膜,在利用搬送驱动辊64进行转矩控制的同时,以一定的张力来搬送膜。
接下来,使用用于实施上述的本发明的膜的制造方法的第一实施方式的图1至图3所示的膜的制造装置1来说明上述第一实施方式。一连串的膜的制造工序包括以下的各工序(A)至(K)。
(A)首先,将模具3安装在下调温板15b的上表面。接着,将膜辊(被处理膜辊)2Sa设置于膜取出装置50。然后,沿着从膜取出装置50到膜领取装置60的膜搬送路径2A进行初始的膜的通过。即,使从膜取出装置50中的膜辊2Sa放卷的膜2依次通过搬送辊52a、放卷缓冲部53的盒体55内、搬送辊52b、52c、52d、膜固定部54、模具表面3a、膜把持装置20、膜固定部65、搬送驱动辊64、搬送辊62a、62b、卷绕缓冲部63的盒体66内以及搬送辊62c,在膜领取装置60中卷绕为膜辊2Fa,从而完成膜在膜搬送路径2A上的通过。
(B)接着,使加热单元30动作,使上调温板15a和下调温板15b各自的温度上升到成形温度。
(C)然后,使膜按压装置10动作,使上调温板15a下降,在模具表面3a与上调温板15a之间压制膜2。此时,使膜固定部54和膜固定部65分别成为动作状态,由此约束膜2的移动。用于在膜面上成形凹凸图案的温度、压制压力、升压速度、加压时间等条件取决于膜的材质、凹凸图案形状,特别取决于凹凸图案中的凹凸的纵横尺寸比等。通常,成形温度设定为100℃至180℃的范围,压制压力设定为1MPa至10MPa的范围,加压时间设定为1秒至60秒的范围,升压速度设定为0.05MPa/秒至1MPa/秒的范围。
(D)当完成在加热的同时所进行的压制之后,使冷却单元40动作,使上调温板15a和下调温板15b降温。另外,优选的是即使在冷却过程中仍继续进行压制。冷却一直进行到模具表面3a的温度成为适于膜的剥离的温度为止。例如,优选将模具表面3a冷却到使模具表面3a的温度成为膜的玻化温度以下。
(E)在冷却完成后,释放压制压力。然后,使上调温板15a上升到确保膜把持装置20能够在膜按压装置10内沿模具3的纵长方向移动的空间的位置。
(F)在上调温板15a的上升完成之后,释放膜固定部65,驱动辅助辊公转驱动机构24,使辅助辊22回转至主辊21的上部。通过该辅助辊22相对于主辊21的公转,膜2呈S字状地悬挂在主辊21与辅助辊22上,从而形成两个辊对膜2的把持状态。膜2在主辊21和辅助辊22上的S字状的悬挂状态也可以称为膜2在两个辊上的抱紧状态。
从主辊21和辅助辊22的待机位置22P到该抱紧状态的辅助辊22的移动过程由图3(a)至图3(c)示意性地示出。当辅助辊22从待机位置22P开始公转的时候,膜固定部65对膜2的约束被释放。即,膜固定部65的动作停止。该膜固定部65的动作停止的状态在图3(b)中通过表示膜固定部65的长方形被涂黑来表示。如图3(f)所示,膜固定部54的动作停止的状态同样通过表示膜固定部54的长方形被涂黑来表示。
(G)然后,在利用主辊旋转驱动机构23使主辊21向正转方向(图3(d)中箭头C的方式)旋转的同时,利用膜把持装置移动驱动机构29使主辊21和辅助辊22在维持两个辊的相对位置的情况下即维持膜2的抱紧状态的情况下,向上游侧(图3(d)中的箭头A的方向)移动。
此时,为了使膜2在主辊21的表面不打滑,优选在主辊旋转驱动机构23与膜把持装置移动驱动机构29之间取得彼此的速度的同步,以使得主辊21的圆周速度和膜把持装置20的移动速度相同。膜把持装置20在被一对底座移动引导件25a、25b引导的同时进行移动。通过该膜把持装置20的移动,与模具表面3a紧贴的膜(处理过的膜)2如图3(d)所示从模具表面3a剥离。
(H)当膜2的直到模具3的上游侧端部的剥离完成时,如图3(e)所示,主辊21停止旋转。
(I)然后,如图3(f)所示,成为以下状态:膜固定部54对膜2的约束释放,并且膜把持装置移动驱动机构29的动作停止,膜把持装置20保持成不会沿着一对底座移动引导件25a、25b移动。从该状态起,利用主辊旋转驱动机构23使主辊21向正转方向(所述箭头C的方向)旋转,从而将新的预定长度的膜(被处理膜)2向下游侧输送。该新的预定长度的膜2的进给相当于膜2的间歇的进给量。
此时,为了使膜2在比辅助辊22靠下游侧的位置不会松弛而且抑制褶皱的产生,优选利用搬送驱动辊64对膜2施加适度的张力。该间歇的膜的进给的动作还可以通过以下动作来进行:从主辊旋转驱动机构23释放主辊21,将主辊21从驱动旋转切换到随动旋转,使主辊21成为旋转自如的状态,使处于下游侧的搬送驱动辊64旋转。
(J)然后,使膜固定部54成为动作状态。关于该膜固定部54或者膜固定部65的动作状态,在图3中,通过以下方式示出:表示它们的长方形分别仅用框的描绘来表示。接着,利用主辊旋转驱动机构23使主辊21向反转方向(图3(g)中箭头D的方向)旋转,同时利用膜把持装置移动驱动机构29使主辊21和辅助辊22在维持两个辊的相对位置的情况下即维持膜2的抱紧状态的情况下向下游侧(图3(g)中箭头B的方向)移动,从而沿着模具表面3a供给新的预定长度的膜(被处理膜)2。
此时,为了使膜2在主辊21的表面不打滑,优选在主辊旋转驱动机构23与膜把持装置移动驱动机构29之间取得彼此的速度的同步,以使得主辊21的圆周速度和膜把持装置20的移动速度相同。此时,优选利用上游侧的具有张力调整功能的放卷缓冲部53、搬送辊52b、52c、52d中的任一个来调节作用于膜的张力,以避免从模具3的上游侧端部对位于上游侧的膜2过度地作用张力。
若对膜2过度地作用张力,则膜2在模具3的端部容易受到热负荷。当受到热负荷时,在受到热负荷的部分,膜的弹性率降低,会产生在该部分膜局部地伸长的情况。关于该问题,在考虑到膜2的厚度的基础上,通过在主辊21的周面与模具表面3a之间保持略微的间隙,可以解决该问题。
(K)当新的预定长度的膜(被处理膜)2向模具表面3a的供给完成并且膜把持装置20的主辊21和辅助辊22到达比模具3的下游侧端靠下游侧的位置时,如图3(h)所示,辅助辊22通过辅助辊公转驱动机构24的动作而回转,并回到原来的位置(待机位置22P)。在该时刻,膜2从对主辊21和辅助辊22的抱紧状态释放。与形成该释放状态大致同时,利用膜固定部65将膜2固定。
此时,优选利用下游侧的具有张力调整功能的搬送驱动辊64、搬送辊62a、62b、卷绕缓冲部63中的任一个来调节作用于膜的张力,以避免从模具3的下游侧端对位于下游侧的膜过度地作用张力。该作用于膜的张力的调整还可以通过调节辅助辊22的回转下降和膜固定部65的动作的时机来进行。当对膜2过度地作用张力时,膜2在模具3的端部容易受到热负荷。当受到热负荷时,在受到热负荷的部分,膜的弹性率降低,会产生在该部分膜局部地伸长的情况。
(L)通过将新的预定长度的膜供给到模具表面3a,呈U字状地位于放卷缓冲部53的盒体55内的膜被向下游侧拉出。该膜的拉出状态被传感器57a检测到,基于该检测,放卷辊旋转驱动机构51动作,从膜辊2Sa拉出膜2,被拉出的膜2被供给到放卷缓冲部53的盒体55内。
该膜2向盒体55内的供给状态被传感器57b检测到,基于该检测,使放卷辊旋转驱动机构51停止动作,停止从膜辊2Sa向盒体55内供给膜2。另一方面,从上游侧搬送来的完成了图案的成形的预定长度的处理过的膜呈U字状地临时收纳在卷绕缓冲部63的盒体66内。该收纳状态被传感器68b检测。
接着,通过卷绕辊旋转驱动机构61的动作来领取膜,直到传感器68a检测不到膜2为止、即领取长度相当于新积存量的长度的膜。被领取的膜被卷起,从而形成处理过辊2Fa。
(M)作为接下来的新的被处理膜的成形加工的准备,在完成膜自模具表面3a的剥离的同时,或者在即将完成之前,开始上调温板15a和下调温板15b的加热。使膜按压装置10动作,使上调温板15a下降辊21通过一对主辊支承臂21Aa、21Ab安装于一对底座26a、26b,另外,辅助辊22通过一对辅助辊支承臂22Ca、22Cb安装于一对底座26a、26b。一对底座22Ca、22Cb能够沿着一对底座移动引导件25a、25b移动。另外,设置有膜把持装置移动驱动机构29,该膜把持装置移动驱动机构29用于根据需要使一对底座22Ca、22Cb沿着一对底座移动引导件25a、25b积极地移动。
在膜的制造装置401中,除了主辊21之外,在主辊21的上游侧装备有褶皱展平辊421,该褶皱展平辊421与主辊21隔开间隔地平行地配置,并且与膜2的图案形成的面相反侧的面接触。褶皱展平辊421在其两端部以能够旋转的方式支承于一对褶皱展平辊支承臂22Da、22Db。一对褶皱展平辊支承臂22Da、22Db的下端部分别固定于一对底座26a、26b。因此,褶皱展平辊421随着一对底座26a、26b的移动而能够在膜2的纵长方向移动。由此,形成了膜的制造装置401中的防褶皱产生装置420B。
在膜的制造装置1中,如前所述,主辊21具有将膜从模具表面剥离、向模具表面供给膜、以及在向模具表面供给膜的同时防止膜产生褶皱的作用。与此相对,在膜的制造装置401中,通过主辊21进行膜自模具表面的剥离以及膜向模具表面的供给,而与利用主辊21向模具表面供给膜同时进行的防止膜产生褶皱则通过与主辊21分开设置的褶皱展平辊421来进行。
在膜的制造装置401中,在从模具表面3a剥离膜2的情况下,在使主辊旋转驱动机构23保持恒定转矩的同时,驱动膜把持装置移动驱动机构29,使膜剥离装置20A一边向上游侧移动一边从模具表面3a将膜2剥离。在膜2的表面与主辊21的周面之间的摩擦力足够高的情况下,仅通过该摩擦力和作用于膜2的张力,就能够获得膜把持装置20的沿着一对底座移动引导件25a、25b的移动力。在该情况下,不需要利用膜把持装置移动驱动机构29使一对底座26a、26b积极地移动。
褶皱展平辊421的周面中的至少与膜2接触的周面优选由以硅酮类树脂或者氟类树脂为主要成分的发泡海绵来形成,以使得即使一边将膜2接触或者按压于模具表面3a一边供给膜2,模具表面3a的微细的凹凸图案也不会破损,并且褶皱展平辊421的表面不会由于高温的模具表面3a而劣化。通过褶皱展平辊421使膜2一边接触或者按压于到膜2的表面附近。在完成了准备的阶段,反复进行自上述工序(C)起的动作。
通过上述工序(F)至(H)的动作,能够将膜从模具表面3a顺畅的剥离的剥离动作组入到间歇式膜的成形加工循环中,能够制造出剥离痕迹少的成形膜。
通过上述工序(I)的动作,能够将顺畅的膜进给动作组入到间歇式膜的成形加工循环中,能够制造出搬送褶皱少的成形膜。
通过上述工序(J)的动作,能够顺畅地向模具表面供给膜,能够以没有褶皱的状态将膜供给到模具表面。在该工序(J)中,不仅以剥离为目的的张力不会作用于从下游侧位于模具表面的膜,而且膜向模具表面供给时的防止膜产生褶皱也在不对膜作用使褶皱产生的张力的状态下进行,因此,能够制造出也抑制了成形加工后的膜的起伏的成形膜。
通过组合上述工序(C)至(M)的一连串的膜的剥离动作和膜的供给动作而成的成形循环,能够迅速地将在下一循环中成形的膜供给到膜按压装置内,因此能够实现具有高生产率的间歇式的成形膜的制造方法。
图4是本发明的膜的制造装置的第二实施方式的一例的部分概略侧视图。图5是说明使用图4所示的装置实施本发明的膜的制造方法的第二实施方式的情况下的主要动作要素的动作状态的图,图5中的(a)至(h)是说明该动作状态的时序变化的图。图6是说明使用图4所示的装置实施本发明的膜的制造方法的第三实施方式的情况下的主要动作要素的动作状态的图,图6中的(a)至(g)是说明该动作状态的时序变化的图。
在图4中表示本发明的膜的制造装置401。膜的制造装置401与图1所示的膜的制造装置1的不同部分仅在于防褶皱产生装置的部分。因此,这里主要对膜的制造装置401中的防褶皱产生装置的结构及其作用进行说明。另外,因而在图4中,在膜的制造装置401的各装置要素中,与膜的制造装置1中的各装置要素共同的装置要素用与膜的制造装置1中的装置要素相同的标号进行图示。
膜的制造装置401具有膜的制造装置1中的膜剥离装置20A。即,膜的制造装置401具有包括主辊21和辅助辊22的膜把持装置20。主模具表面3a一边移动,能够获得更高的褶皱展平效果。
褶皱展平辊421的周面可以由金属、树脂或者橡胶形成。作为树脂或橡胶的优选的示例,有氟类树脂、三元乙丙橡胶(EPDM)、硅酮橡胶、氟橡胶,优选为即使接触或者接近高温的模具表面也不易因热而劣化的材料。优选对褶皱展平辊421的周面实施光滑处理以使膜2与褶皱展平辊421的周面不紧贴。作为光滑处理,例如,优选使用增大周面的表面粗糙度或者以类金刚石为主要成分的表面涂敷处理。在增大表面粗糙度的情况下,将褶皱展平辊421的周面的粗糙度算术平均偏差值(JIS B0601)选定为1.0μm至100μm的范围,能够确保适度的光滑性,因此是优选的。
在膜极薄而且模具表面的微细的凹凸图案极其微细的情况下,当在褶皱展平辊与模具表面接触时有可能损伤模具表面的情况下,优选将褶皱展平辊的周面与模具表面之间的距离(间隙)H选定在0.1mm至5mm的范围。更加优选的为0.1mm至1mm的范围。关于褶皱展平辊的周面与模具表面之间的距离(间隙)H,是在图2所示的主辊的周面与模具表面之间的距离(间隙)H中将主辊置换成褶皱展平辊的情况下的距离(间隙)H。
在该间隙H超过5mm的情况下,褶皱展平辊的褶皱展平效果不充分。在该间隙H不到0.1mm的情况下,模具表面与褶皱展平辊接触的可能性变高,在发生了接触的情况下,会产生模具表面的微细的凹凸图案破损的情况。褶皱展平辊与模具表面的平行度优选在0.5mm以下,更优选在0.1mm以下。
褶皱展平辊421的周面优选由具有一定的弹性和粘接性的橡胶形成。在该情况下,该橡胶的橡胶硬度(JIS K6253)优选为40到70,更优选为50到60。褶皱展平辊421的周面的粗糙度算术平均偏差值(JIS B0601)优选为0.01μm到1.0μm。更优选为0.01μm到0.5μm。作为合适的橡胶,有三元乙丙橡胶(EPDM)、硅酮橡胶、氟橡胶。
在橡胶硬度大于70或者粗糙度算术平均偏差值大于1.0μm的情况下,有时膜2与褶皱展平辊421之间的紧贴性不充分。在该情况下,在防止褶皱产生时,有时会在膜2与褶皱展平辊421之间产生滑动,由于膜2的张力降低而导致防褶皱产生力出现降低。若橡胶硬度不到40,则防止褶皱产生动作时的橡胶的变形增大,因此,有时防止褶皱产生动作变得不稳定。在该情况下,有时会在膜的面上产生褶皱展平痕迹。粗糙度算术平均偏差值不到0.01μm的褶皱展平辊有时制作困难。
接下来使用图4所示的膜的制造装置401来说明前述的本发明的膜的制造方法的第二实施方式。
在本发明的膜的制造方法的第二实施方式中,膜2从模具表面3a的剥离通过以下方式进行:在一边使主辊21和辅助辊22两个辊旋转一边使膜2抱紧在两个辊上的状态下,使主辊21在模具表面3a的附近与模具表面3a平行地从下游侧向上游侧移动。该将膜2从模具表面3a剥离的动作与上述的本发明的膜的制造方法的第一实施方式的情况相同。
接着,在使两个辊停止向膜的纵长方向移动的状态下,在两个辊的旋转下进行膜2的进给。该膜的进给动作与上述的本发明的膜的制造方法的第一实施方式的情况相同。
接着,沿着模具表面3a进行膜2的供给,并且,该膜的供给中的防止褶皱产生通过使褶皱展平辊421一边旋转一边沿着模具表面3a从上游侧向下游侧移动来进行。关于该防止褶皱产生动作,在上述本发明的膜的制造方法的第一实施方式的情况下,如前所述,通过主辊21的移动来进行,而在本发明的膜的制造方法的第二实施方式的情况下,通过褶皱展平辊421的移动来进行。在该点上,两个实施方式是不同的。
使用图4和图5说明本发明的膜的制造方法的第二实施方式中的主要动作。
在膜2从模具表面3a剥离的剥离动作之前,膜把持装置20在图5(a)所示的待机位置22p待机。在图5中,箭头A表示上游侧(膜的放卷侧),箭头B表示下游侧(膜的卷绕侧)。在开始剥离动作时,如图5(b)、图5(c)所示,驱动辅助辊公转驱动机构24,使辅助辊22移动到主辊21的大致上方。
然后,如图5(d)所示,利用主辊旋转驱动机构23使主辊21向正转方向(箭头C方向)旋转,同时利用膜把持装置移动驱动机构29使膜把持装置20向上游侧(箭头A方向)移动。主辊21一边正转(箭头C方向)一边沿着模具表面3a向上游侧移动。随着该移动,贴在模具表面3a上的膜2一边维持膜2抱紧在主辊21上的状态一边被连续地剥离。
当如图5(e)所示在模具表面3a的整个区域完成了膜2的剥离时,如图5(f)所示,成为主辊21不向上游侧和下游侧移动的状态。即,膜把持机构移动驱动机构29动作从而成为对膜把持装置20实施了制动的状态,以使得膜把持装置20不会移动。在该状态下,利用主辊旋转驱动机构23使主辊21向正转方向(箭头C方向)旋转,从而向下游侧输送间歇进给长度量的膜2。
优选的是,在进行该膜进给期间,位于下游侧的搬送驱动辊64旋转,以对膜2赋予张力。通过该张力赋予,不仅能够防止朝向模具表面3a的膜2的松弛,而且能够防止膜2产生在膜搬送时容易产生的褶皱。
另一方面,向下游侧输送间歇进给长度量的膜2也可以通过以下方式进行:操作主辊旋转驱动机构23使主辊21成为能够自由旋转的状态,而且使搬送驱动辊64旋转。
接下来,如图5(g)所示,利用主辊旋转驱动机构23使主辊21向反转方向(箭头D方向)旋转,像将膜2供给到模具表面3a那样,使先前输送的间歇进给长度量的膜2卷回,同时利用膜把持装置移动驱动机构29使膜把持装置20向下游侧(箭头B方向)移动,。通过该移动,与膜把持装置20安装于相同的底座26a、26b的褶皱展平辊421跟随主辊21的移动而沿着膜2的表面向下游侧一边旋转一边移动。
此时,主辊21和褶皱展平辊421也可以与位于模具表面的状态的膜的、与模具表面接触的表面的相反侧的表面接触,也可以配置成在与该表面之间保持有略微的间隙。
接下来,如图5(h)所示,当膜2向模具表面3a的供给完成且膜把持装置20到达其移动范围的下游端时,利用辅助辊公转驱动机构24,使辅助辊22回转移动到主辊21的大致下方,膜2被从主辊21和辅助辊22的把持释放。
在膜自模具表面剥离的剥离动作中以及向模具表面供给膜的供给动作中,优选的是,在主辊旋转驱动机构23和膜把持装置移动驱动机构29之间取得动作和动作程度的同步,使得主辊21的圆周速度和膜把持装置20的移动速度一致,并使得在主辊21的表面和膜2之间不会产生打滑。
在膜自模具表面的剥离时和向模具表面的供给时,褶皱展平辊421也可以与位于模具表面的状态的膜的、与模具表面接触的表面的相反侧的表面接触。这样,当在褶皱展平辊与位于模具表面的膜的表面接触的状态下进行防止褶皱产生动作的情况下,优选的是,能够控制褶皱展平辊带来的膜向模具表面的按压力。例如,优选的是,在褶皱展平辊的辊轴的两端部附设由气缸或弹簧等弹性部件等构成的褶皱展平辊按压调整机构,以便能够控制褶皱展平辊的向模具表面方向的按压力。通过使褶皱展平辊以适度的接触压力与位于模具表面的膜的表面接触,能够增大褶皱展平效果。
接下来,使用图4所示的膜的制造装置401对前述的本发明的膜的制造方法的第三实施方式进行说明。前述的本发明的膜的制造方法的第二实施方式和前述的本发明的膜的制造方法的第三实施方式均可以使用图4所示的膜的制造装置401来实施,但是在各个实施方式中,膜的制造装置401中的若干个要素装置的动作方式不同。下面对该不同点进行说明。
在本发明的膜的制造方法的第三实施方式中,膜2自模具表面3a的剥离通过以下方式进行:在一边使主辊21和辅助辊22两个辊旋转一边使膜2抱紧在两个辊上的状态下,使主辊21在模具表面3a的附近与模具表面3a平行地从下游侧向上游侧移动。该将膜2自模具表面3a剥离的动作与前述的本发明的膜的制造方法的第二实施方式的情况相同。
接下来,通过以下方式进行膜2向模具表面的供给:在使两个辊停止旋转的状态下,而且在膜2抱紧在两个辊上的状态下,使主辊21在模具表面3a的附近与模具表面3a平行地从上游侧向下游侧移动。即,膜2向模具表面3a的供给通过在主辊21和辅助辊22的旋转被阻止的状态下使膜把持装置20从上游侧向下游侧移动来进行。
该向模具表面3a供给膜2的供给动作与前述的本发明的膜的制造方法的第二实施方式的情况不同。在本发明的膜的制造方法的第二实施方式的情况下,通过两个辊的旋转将间歇进给长度量的膜一度送入到模具3的上方空间,接着,在两个辊向相反方向旋转的同时,两个辊沿着模具表面3a移动,由此来进行一度送入的膜2的供给。与此相对,在本发明的膜的制造方法的第三实施方式的情况下,在事前不存在送入膜2的动作,通过在两个辊的旋转被阻止的状态下使两个辊沿着模具表面3a移动,来直接沿着模具表面3a供给膜2。
一边进行上述的膜2的供给,一边利用在旋转的同时沿着模具表面3a移动的褶皱展平辊421来防止供给到模具表面3a的膜2产生褶皱。该褶皱展平辊421所进行的防止褶皱产生的动作与前述的本发明的膜的制造方法的第二实施方式的情况相同。
使用图4和图6说明本发明的膜的制造方法的第三实施方式中的主要动作。
图6(a)至图6(e)所示的动作与使用图5(a)至图5(e)说明的上述的动作相同,因此这里省略说明。
图6(f)表示上游侧的膜固定部54被释放且对主辊21的旋转实施了制动的状态。在该状态下,保持膜2卷绕在主辊21与辅助辊22上的状态,利用膜把持装置移动驱动机构29使两个辊即膜把持装置20向下游侧移动,从放卷缓冲部53拉出间歇进给长度量的膜2,将拉出的膜2沿着模具表面3a供给。在该沿着模具表面3a供给膜2的同时,褶皱展平辊421沿着模具表面3a一边旋转一边移动,由此防止膜2产生褶皱。
此时,优选的是,位于下游侧的搬送驱动辊64旋转,从而对膜2赋予张力。通过该张力赋予,不仅能够防止朝向模具表面3a的膜2产生松弛,而且能够防止膜2产生在膜搬送时容易产生的褶皱。
接着,如图6(g)所示,当膜2向模具表面3a的供给完成且膜把持装置20到达其移动范围的下游端时,利用辅助辊公转驱动机构24使辅助辊22转移动到主辊21的大致下方,膜2被从主辊21和辅助辊22的把持释放。
图7是本发明的膜的制造装置的第三实施方式的一个例子的概略侧视图。图8是沿图7中的Y-Y截面的箭头方向视图。图9是使用图7所示的装置说明实施本发明的膜的制造方法的第二实施方式的情况下的主要动作要素的动作状态的图。图9中的(a)至(h)是说明该动作状态的时序变化的图。另一方面,使用图7所示的装置,通过使该装置中的若干个装置要素的动作不同,还能够实施本发明的膜的制造方法的第三实施方式。
图7表示本发明的膜的制造装置701。在图4所示的膜的制造装置401中,相对于主辊21装备有主辊旋转驱动机构23,而膜的制造装置701虽然具有主辊21,但是没有相对于该主辊21装备主辊旋转驱动机构。另外,在膜的制造装置701中,在模具3与设置于比模具3靠下游侧的位置的搬送驱动辊64之间的膜搬送路径2A中,具有用于调整膜的张力的膜张力调整机构。但是,膜的制造装置401不具有该膜张力调整机构。
膜的制造装置401和膜的制造装置701在这些方面是不同的。其他装置要素在膜的制造装置701和膜的制造装置401中是共同的。因此,对于共同的装置要素,在图7中使用与图1、图2以及图4相同的标号。对于两个装置中共同的装置要素,由于已经说明过,因此这里省略说明。
在膜的制造装置701中,如图8所示,主辊21不具有图4中观察到的与主辊21卡合的主辊旋转驱动机构23。在图8中,主辊21在其两端部以能够旋转的方式支承于一对主辊支承臂21Aa、21Ab。即,主辊21以能够通过移动的物体(例如行进膜)的接触而从动旋转的方式支承于一对主辊支承臂21Aa、21Ab。
在膜搬送方向上比主辊21靠下游侧的位置,设置有用于对膜2适当地赋予张力的膜张力调整机构70。膜张力调整机构70例如如图7所示,由沿着膜搬送路径2A从上游侧朝向下游侧排列的引导辊71、张力检测用辊72、搬送驱动辊64以及基于张力检测用辊72的动作来检测张力的张力检测机构73构成。根据由膜张力检测机构73检测到的膜的张力的值,来调整搬送驱动辊64的驱动,控制膜张力调整机构70对膜的张力的施加程度。
如果使用膜的制造装置701,则与膜的制造装置401一样,能够分别实施前述的本发明的膜的制造方法的第二实施方式以及前述的本发明的膜的制造方法的第三实施方式。接下来,使用膜的制造装置701对本发明的膜的制造方法的第二实施方式的实施状态进行说明。
在从模具表面3a剥离膜2的动作之前,如图9(a)所示,主辊21和辅助辊22在待机位置22p待机。即,膜把持装置20在主辊21和辅助辊22位于待机位置22p的状态下待机。在图9中,箭头A表示上游侧,箭头B表示下游侧。在开始从模具表面3a剥离膜2的动作的情况下,如图9(b)、图9(c)所示,辅助辊公转驱动机构24动作,使辅助辊22移动到主辊21的大致上方。然后,如图9(d)所示,膜把持装置移动驱动机构29动作,膜把持装置20向上游侧移动。即,主辊21向上游侧移动。此时,下游侧的搬送驱动辊64同时动作,对膜2施加张力。主辊21一边向上游侧移动一边沿着结束了模具表面3a上的图案成形的膜2旋转,从而从模具表面3a将膜2从下游侧朝向上游侧剥离。
当如图9(e)所示在模具表面3a的整个区域完成了膜2的剥离时,如图9(f)所示,上游侧的膜固定部54成为释放的状态。在该状态下,利用膜把持装置移动驱动机构29使膜把持装置20处于移动停止的状态,以使得主辊21不会向上游侧和下游侧移动,即,使得膜把持装置20不会沿着一对底座移动引导件25a、25b移动。在该状态下,抱紧在旋转自如的主辊21和旋转自如的辅助辊22上的膜2,通过搬送驱动辊64的驱动而被领取间歇进给长度量。此时,通过膜2的移动,主辊21和辅助辊22借助与膜的摩擦力而从动旋转。
接下来,如图9(g)所示,上游侧的膜固定部54处于动作状态即闭合,膜把持装置移动驱动机构29动作,主辊21向下游侧移动。与此同时,通过搬送驱动辊64的动作对膜2施加一定的张力,由此沿着模具表面3a来供给膜2。此时,旋转自如的主辊21和旋转自如的辅助辊22也借助与膜2的摩擦力而从动旋转。与此同时通过一边旋转一边沿着膜2移动的褶皱展平辊421来防止沿着模具表面3a供给的膜2产生褶皱。
然后,如图9(h)所示,当膜2向模具表面3a的供给完成且膜把持装置20到达了其移动范围的下游端时,利用辅助辊公转驱动机构24使辅助辊22移动到主辊21的大致下方,使两个辊对膜2的把持释放。
使用本发明的膜的制造方法和制造装置,用于成形在表面具有微细的凹凸图案的膜优选为以热塑性树脂为主要成分的膜。其玻化温度Tg优选在40℃至180℃的范围。该范围更优选为50℃至160℃,进一步优选为50℃至120℃。
在玻化温度Tg不到40℃的情况下,成形品的耐热性低,另外,其形状有时会随着时间的经过而变化。另外,在玻化温度Tg超过180℃的情况下,不得不提高成形温度。高成形温度在能量方面效率低。另外,膜的加热/冷却时的体积变动变大,有时膜会啮入模具表面而难以剥离。即使能够剥离,有时图案的转印精度也会降低,或者在局部图案有缺失而成为缺点。
作为所述以热塑性树脂为主要成分的膜的成分,例如优选使用如下材质:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯类树脂;聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃类树脂;聚酰胺类树脂;聚酰亚胺类树脂;聚醚类树脂;聚酯酰胺类树脂;聚醚酯类树脂;丙烯酸类树脂;聚氨酯类树脂;聚碳酸酯类树脂;或者聚氯乙烯类树脂。
这其中共聚的单体种类是多样的,而且材料物性的调整因此而容易,因此,优选使用聚酯类树脂、聚烯烃类树脂、聚酰胺类树脂、丙烯酸类树脂、或者是它们的混合物。所使用的膜优选包含50重量%以上的上述的热塑性树脂。
要使用本发明的膜的制造方法和制造装置来成形图案的原来的膜、即被加工膜(被处理膜)可以是由以上所列举的树脂的单体构成的单层膜,也可以是由多层树脂层构成的层叠膜。在为层叠膜的情况下,与单层膜相比,容易对膜赋予易滑性和耐摩擦性等表面特性、强度等机械特性、或者耐热性等热特性。在为层叠膜的情况下,优选膜整体都满足上述的要件,但是即使作为膜整体不满足上述要件,只要至少使满足上述要件的层形成在表层,就能够容易地在其表面上成形所希望的图案。
被加工膜(被处理膜)的厚度(膜厚)优选在0.01mm至1mm的范围。若厚度不到0.01mm,则没有成形所需的足够的厚度,另外,在厚度超过了1mm的情况下,由于膜的刚性,有时膜在制造装置中的搬送变难。
被加工膜(被处理膜)例如可以含有:有机微粒、无机微粒、分散剂、染料、荧光增白剂、防氧化剂、耐候剂、防静电剂、脱模剂、增粘剂、可塑剂、pH调整剂以及盐等。特别是作为用于使自模具表面的剥离性良好的脱模剂,优选在被加工膜(被处理膜)中含有少量的长链羧酸或者长链羧酸盐等表面张力低的羧酸及其衍生物、以及长链乙醇及其衍生物、变性硅油等表面张力低的乙醇化合物等。
在被加工膜(被处理膜)的进行图案成形的面上优选层叠有脱模层。通过在被加工膜(被处理膜)的最表面即与模具表面接触的面上预先设置脱模层,能够提高赋予模具表面的脱模涂层的耐久性(反复使用次数)。例如即使是在使用部分地丧失了脱模效果的模具的情况下,由于在膜侧存在脱模层,因此膜自模具表面的剥离均一地进行。即使对模具表面完全不实施脱模处理,由于在膜侧存在脱模层,也能够顺畅地进行膜自模具表面的剥离。在该情况下,能够削减模具的脱模处理成本。
由于在膜侧存在脱模层,所以能够防止将膜从模具表面剥离时由于树脂粘接所导致的成形图案破坏。另外,能够在更高的温度下进行膜的剥离,能够缩短循环时间。此外,通过提高膜表面的光滑性,耐划伤性提高,能够减少在制造工序等中产生的缺点。
在被加工膜(被处理膜)的两个最外层进行图案成形的情况下,可以在任一方预定图案成形的表面上设置脱模层,也可以在两个最外层上设置脱模层。
构成脱模层的树脂并不特别限定,但是,优选为以硅酮类树脂、氟类树脂、脂肪酸类树脂、聚酯类树脂、烯烃类树脂、密胺类树脂为主要成分的树脂。这其中,更优选为硅酮类树脂、氟类树脂、脂肪酸类树脂。在脱模层中,除了上述树脂以外,也可以配合例如丙烯酸树脂、尿烷树脂、环氧树脂、尿素树脂、酚醛树脂等。另外,也可以配有各种添加剂、例如,防静电剂、界面活性剂、防氧化剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂、紫外线吸收剂、颜料、染料、有机或无机微粒、填充剂、成核剂、交联剂等。脱模层的厚度并不特别限定,但是优选是0.01μm至5μm的范围。该脱模层的厚度若不到0.01μm,则有时上述的脱模性提高效果会降低。
作为在被加工膜(被处理膜)的表面形成脱模层的方法,并没有特别限定,可以使用各种涂布方法,例如逆涂法、凹版涂布法、棒涂法、刮棒涂布法、模压涂布法或者喷涂法。从生产率、涂布均一性的观点出发,优选通过在被加工膜(被处理膜)的制膜同时进行的内嵌式胶衣涂布来进行脱模层的形成。
实施例1
在制造具有微细的凹凸图案的膜时使用了图1所示的膜的制造装置1。
(1)所使用的模具3:
模具3的尺寸:500mm(膜2的宽度方向)×800mm(膜2的行进方向)×20mm(厚度)。
模具3的材质:铜
形成在模具表面3a上的微细的凹凸图案:由朝向模具表面3a的纵长方向且在模具表面3a的宽度方向上隔开间隔地配置的多根条纹构成,各条纹的横截面形状为直角三角形,该直角三角形的高度为10μm,底边的长度为5μm,相邻的直角三角形的底边彼此相邻。
(2)所使用的膜按压装置10:
最大加压力为3000kN的液压泵加压形式的按压装置。上调温板15a和下调温板15b都由铝合金制成,尺寸为700mm(膜2的宽度方向)×1000mm(膜2的行进方向)。各调温板分别与加热单元30和冷却单元40卡合。加热单元30为热媒循环方式。热媒为ベ一レルサ一#400(松村石油株式会社制造),热媒的温度为150℃,其流量为100L/min。冷却单元40为冷却水循环方式。冷却水的温度为20℃,其流量为150L/min。
(3)所使用的膜把持装置20:
由主辊21和辅助辊22的组合构成。主辊21的外径为150mm。其最外层为橡胶硬度为60(JIS K6253)且表面的粗糙度算术平均偏差值为0.5μm(JIS B0601)的硅酮橡胶。主辊旋转驱动机构23由能够切换主辊21的旋转方向的伺服马达和伺服放大器的组合构成。辅助辊22的外径为50mm。其最外层为氟树脂。主辊21与模具表面3a之间的距离(间隙H)为0.5mm。使包括主辊21和辅助辊22的膜把持装置20沿着模具表面3a往复移动的膜把持装置移动驱动机构29由伺服马达构成。
(4)所使用的膜2:
膜2的形成材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。膜2的厚度为38μm(厚度偏差±3μm),宽度为520mm。膜2从设置于膜按压装置10的上游侧的膜取出装置50被输送,并且被设置于膜按压装置10的下游侧的膜领取装置60卷绕。
(5)在膜的制造装置1中使用的主要装置要素的动作方法:
预先使膜2从膜取出装置50经由膜按压装置10沿着膜搬送路径2A通到膜领取装置60。接着,将上调温板15a和下调温板15b都加热为温度达到120℃后,使上调温板15a下降,开始膜2的压制。压制在模具表面3a以5MPa的按压力实施,按压时间为30秒。然后,在继续进行压制的情况下,对上调温板15a和下调温板15b都进行冷却。在各调温板的温度达到70℃的时候停止冷却。在各调温板的冷却完成之后,释放压制。使上调温板15a上升到上限,然后使膜剥离装置20A动作。
在释放了膜搬送方向下游侧的膜固定部65之后,使辅助辊22移动到主辊21的上侧,使膜2呈S字状地卷绕在两个辊上(图3(c)所示的状态)。一边使主辊21以圆周速度为20m/分的方式正转一边使膜把持装置移动驱动机构29的伺服马达动作。与主辊21的正转同时,主辊21一边向上游侧移动一边将膜2从模具表面3a剥离。
在位于模具表面3a的膜2全部从模具表面3a剥离之后,释放上游侧的膜固定部54,而且形成实施了制动以使包括主辊21和辅助辊22的膜把持装置20不会在膜2的搬送方向上移动的状态。然后,使主辊21以20m/分的圆周速度正转,使长度为850mm的间歇进给长度量的膜2通过主辊21和辅助辊22,并送入到模具3的上方的空间。由此来进行间歇进给长度量的膜2向膜的制造装置1的供给(图3(f)所示的状态)。此时,利用下游侧的搬送驱动辊64对膜2赋予一定的张力,以使得送入到模具3的上方空间中的膜2不会松弛而与模具表面3a接触。
接下来,使主辊21以20m/分的圆周速度反转,同时为了使膜把持装置20以与该圆周速度相同的速度移动,而使膜把持装置移动驱动机构29的伺服马达动作。由此,包括主辊21和辅助辊22的膜把持装置20向下游侧移动(图3(g)所示的状态)。通过该移动,先前送入到模具3的上方空间中的膜2被供给到模具表面3a,而且通过与该膜2的供给同时移动的主辊21,来防止所供给的膜2产生褶皱。在此期间,利用下游侧的搬送驱动辊64对膜2赋予一定的张力,以使得膜2不会松弛而与模具表面3a接触。然后,使辅助辊公转驱动机构24动作,使辅助辊22返回到待机位置22P(从图3(h)到图3(a)的状态)。
反复进行上述动作10次,制作10片成形膜。另外,膜的间歇进给长度和成形膜的长度不一定要一致,也可以在各端部之间具有没有成形图案的部分,或者也可以在各端部具有图案成形重复的部分。这些部分在最终将所希望的长度的一片成形膜作成产品的时候被适当地切断除去。
目视评价所获得的成形膜的图案成形面的结果为,确认到获得了完全看不到剥离痕迹而且没有成形褶皱、搬送褶皱以及起伏的整个面均匀的成形面。从开始自模具表面3a进行膜(处理过的膜)2的剥离动作到新的膜(被处理膜)2的供给完成为止的时间是20秒。
实施例2
在制造具有微细的凹凸图案的膜时使用了图4所示的膜的制造装置401。
(1)所使用的模具3:与实施例1的模具3相同。
(2)所使用的膜按压装置10:与实施例1的膜按压装置10相同。
(3)所使用的膜把持装置20:
由主辊21和辅助辊22的组合构成。主辊21的外径为150mm。其最外层为橡胶硬度为60(JIS K6253)且表面的粗糙度算术平均偏差值为0.5μm(JIS B0601)的硅酮橡胶。主辊旋转驱动机构23为伺服马达。辅助辊22的外径为50mm。其最外层为氟树脂。主辊21与模具表面3a之间的距离(间隙H)为10mm。使包括主辊21和辅助辊22的膜把持装置20沿着模具表面3a往复移动的膜把持装置移动驱动机构29由伺服马达构成。
(4)所使用的防褶皱产生装置420B:
褶皱展平辊421的外径为50mm。其最外层为硅酮海绵。褶皱展平辊421与模具表面3a之间的距离(间隙H)为大致0mm。即,褶皱展平辊421为与膜2的表面2b接触的状态。
(5)所使用的膜2:与实施例1的膜2相同。
(6)在膜的制造装置401中使用的主要装置要素的动作方法:
预先使膜2从膜取出装置50经由膜按压装置10沿着膜搬送路径2A通到膜领取装置60。接着,将上调温板15a和下调温板15b都加热为温度达到120℃后,使上调温板15a下降,开始膜2的压制。压制在模具表面3a以5MPa的按压力实施,按压时间为30秒。然后,在继续进行压制的情况下,对上调温板15a和下调温板15b都进行冷却。在各调温板的温度达到70℃的时候停止冷却。在各调温板的冷却完成之后,释放压制。使上调温板15a上升到上限,然后使膜剥离装置20A动作。
在释放了膜搬送方向下游侧的膜固定部65之后,使辅助辊22移动到主辊21的上侧,使膜2呈S字状地卷绕在两个辊上(图5(c)所示的状态)。一边使主辊21以圆周速度为20m/分的方式正转一边使膜把持装置移动驱动机构29的伺服马达动作。与主辊21的正转同时,主辊21一边向上游侧移动一边将膜2从模具表面3a剥离。
在位于模具表面3a的膜2全部从模具表面3a剥离之后,释放上游侧的膜固定部54,而且形成实施了制动以使包括主辊21和辅助辊22的膜把持装置20不会在膜2的搬送方向上移动的状态。然后,使主辊21以20m/分的圆周速度正转,使长度为850mm的间歇进给长度量的膜2通过主辊21和辅助辊22,并送入到模具3的上方的空间。由此来进行间歇进给长度量的膜2向膜的制造装置401的供给(图5(f)所示的状态)。此时,利用下游侧的搬送驱动辊64对膜2赋予一定的张力,以使得送入到模具3的上方空间中的膜2不会松弛而与模具表面3a接触。
接下来,使主辊21以20m/分的圆周速度反转,同时为了使膜把持装置20以与该圆周速度相同的速度移动,而使膜把持装置移动驱动机构29的伺服马达动作。由此,包括主辊21和辅助辊22的膜把持装置20向下游侧移动(图5(g)所示的状态)。通过该移动,先前送入到模具3的上方空间中的膜2被供给到模具表面3a。另一方面,通过与该膜把持装置20的移动同时移动的褶皱展平辊421,来防止供给到模具表面3a的膜2产生褶皱。在此期间,利用下游侧的搬送驱动辊64对膜2赋予一定的张力,以使得膜2不会松弛而与模具表面3a接触。然后,使辅助辊公转驱动机构24动作,使辅助辊22返回到待机位置22P(从图5(h)到图5(a)的状态)。
反复进行上述动作10次,制作10片成形膜。目视评价所获得的成形膜的成形面的结果为,确认到获得了完全看不到剥离痕迹而且没有成形褶皱、搬送褶皱以及起伏的整个面均匀的成形面。从开始自模具表面3a进行膜(处理过的膜)2的剥离动作到新的膜(被处理膜)2的供给完成为止的时间是20秒。
实施例3
在制造具有微细的凹凸图案的膜时使用了图4所示的膜的制造装置401。
(1)所使用的模具3:与实施例1的模具3相同。
(2)所使用的按压装置10:与实施例1的按压装置10相同。
(3)所使用的膜把持装置20:与实施例2的膜把持装置20相同。
(4)所使用的防褶皱产生装置420B:与实施例2的防褶皱产生装置420B相同。
(5)所使用的膜2:与实施例1的膜2相同。
(6)在膜的制造装置401中使用的主要装置要素的动作方法:
预先使膜2从膜取出装置50经由膜按压装置10沿着膜搬送路径2A通到膜领取装置60。接着,将上调温板15a和下调温板15b都加热为温度达到120℃后,使上调温板15a下降,开始膜2的压制。压制在模具表面3a以5MPa的按压力实施,按压时间为30秒。然后,在继续进行压制的情况下,对上调温板15a和下调温板15b都进行冷却。在各调温板的温度达到70℃的时候停止冷却。在各调温板的冷却完成之后,释放压制。使上调温板15a上升到上限,然后使膜剥离装置20A动作。
在释放了膜搬送方向下游侧的膜固定部65之后,使辅助辊22移动到主辊21的上侧,使膜2呈S字状地卷绕在两个辊上(图6(c)所示的状态)。一边使主辊21以圆周速度为20m/分的方式正转一边使膜把持装置移动驱动机构29的伺服马达动作。与主辊21的正转同时,主辊21一边向上游侧移动一边将膜2从模具表面3a剥离(从图6(d)到图6(e)的状态)。
在位于模具表面3a的膜2全部从模具表面3a剥离之后,释放上游侧的膜固定部54,而且在利用主辊旋转驱动机构23阻止了主辊21的旋转的状态下,使膜把持装置移动驱动机构29动作,使膜把持装置20以20m/分的速度向下游侧移动。在此期间,通过与膜把持装置20的移动同时移动的褶皱展平辊421,来防止向模具表面3a供给的膜2产生褶皱(图6(f)所示的状态)。此时,利用下游侧的搬送驱动辊64对膜2赋予一定的张力,以使得膜2不会松弛而与模具表面3a接触。然后,使辅助辊公转驱动机构24动作,使辅助辊22返回到待机位置22P(从图6(g)到图6(a)的状态)。
反复进行上述动作10次,制作10片成形膜。目视评价所获得的成形膜的成形面的结果为,确认到获得了完全看不到剥离痕迹而且没有成形褶皱、搬送褶皱以及起伏的整个面均匀的成形面。从开始自模具表面3a进行膜(处理过的膜)2的剥离动作到新的膜(被处理膜)2的供给完成为止的时间是15秒。
实施例4
在制造具有微细的凹凸图案的膜时使用了图7所示的膜的制造装置701。
(1)所使用的模具3:与实施例1的模具3相同。
(2)所使用的按压装置10:与实施例1的按压装置10相同。
(3)所使用的膜把持装置20:
由主辊21和辅助辊22的组合构成。主辊21的外径为150mm。其最外层为橡胶硬度为60(JIS K6253)且表面的粗糙度算术平均偏差值为0.5μm(JIS B0601)的硅酮橡胶。主辊21以旋转自如的方式安装于一对主辊支承臂21Aa、21Ab。辅助辊22的外径为50mm。其最外层为氟树脂。辅助辊22以旋转自如的方式安装于一对辅助辊公转支承臂22Aa、22Ab。主辊21与模具表面3a之间的距离(间隙H)为10mm。使包括主辊21和辅助辊22的膜把持装置20沿着模具表面3a往复移动的膜把持装置移动驱动机构29由伺服马达构成。
(4)所使用的防褶皱产生装置420B:
褶皱展平辊421的外径为50mm。其最外层为硅酮海绵。褶皱展平辊421以旋转自如的方式安装于一对褶皱展平辊支承臂22Da、22Db。褶皱展平辊421与模具表面3a之间的距离(间隙H)为大致0mm。即,褶皱展平辊421为与膜2的表面2b接触的状态。
(5)所使用的膜张力调整机构70:
膜张力调整机构70设置于膜把持装置20与搬送驱动辊64之间的膜搬送路径2A。也可以在搬送驱动辊64上夹着膜2设置夹持辊64a。在图7中,膜张力调整机构70由以下部分构成:引导辊71、搬送驱动辊64、与从引导辊71到搬送驱动辊64的膜2的表面接触的张力检测用辊72、以及与该张力检测用辊72卡合的张力检测机构(张力计)73。在剥离膜2期间,控制搬送驱动辊64的驱动,使得由张力计73检测到的张力值恒定。该张力计73通过在旋转自如地被支承的张力检测用辊72的两端的轴承的支承部设置的测力传感器,来检测作用于膜2的张力。
(6)所使用的膜2:与实施例1的膜2相同。
(7)在膜的制造装置701中使用的主要装置要素的动作方法:
预先使膜2从膜取出装置50经由膜按压装置10沿着膜搬送路径2A通到膜领取装置60。接着,将上调温板15a和下调温板15b都加热为温度达到120℃后,使上调温板15a下降,开始膜2的压制。压制在模具表面3a以5MPa的按压力实施,按压时间为30秒。然后,在继续进行压制的情况下,对上调温板15a和下调温板15b都进行冷却。在各调温板的温度达到70℃的时候停止冷却。在各调温板的冷却完成之后,释放压制。使上调温板15a上升到上限,然后使膜脱模装置20A动作。
在释放了膜搬送方向下游侧的膜固定部65之后,使辅助辊22移动到主辊21的上侧,使膜2呈S字状地卷绕在两个辊上(图9(c)所示的状态)。使主辊21以圆周速度为20m/分的状态向上游侧移动,从而将膜2从模具表面3a剥离。
在位于模具表面3a的膜2全部从模具表面3a剥离之后,释放上游侧的膜固定部54,而且形成实施了制动以使得包括主辊21和辅助辊22的膜把持装置20不会在膜2的搬送方向上移动的状态。然后,利用搬送驱动辊64以20m/分的速度作为间歇进给量的长度领取长度为1000mm的膜2(图9(f)所示的状态)。
接下来,使膜把持装置移动驱动机构29的伺服马达动作,从而使膜把持装置20以20m/分的速度向下游侧移动。在此期间,褶皱展平辊421沿着所供给的膜2的表面移动,防止供给到模具表面3a的膜2产生褶皱(图9(g)所示的状态)。此时,通过膜张力调整机构70的动作,对膜2的整个宽度均等地赋予9.8N的张力。然后,使辅助辊公转驱动机构24动作,使辅助辊22返回到待机位置22P(从图9(h)到图9(a)的状态)。
反复进行上述动作10次,制作10片成形膜。目视评价所获得的成形膜的成形面的结果为,确认到获得了完全看不到剥离痕迹而且没有成形褶皱、搬送褶皱以及起伏的整个面均匀的成形面。从开始自模具表面3a进行膜(处理过的膜)2的剥离动作到新的膜(被处理膜)2的供给完成为止的时间是20秒。
比较例1
在制造具有微细的凹凸图案的膜时使用了在图1所示的膜的制造装置1中撤掉了膜剥离装置20A的膜的制造装置。
(1)所使用的模具3:与实施例1的模具3相同。
(2)所使用的膜按压装置10:与实施例1的膜按压装置10相同。
(3)所使用的从模具表面3a剥离膜2的剥离手法:
利用搬送驱动辊64将膜2从模具表面3a向下游侧输送,由此来进行膜2自模具表面3a的剥离。另外,与该膜的输送对应地向模具表面3a供给新的膜2。除了与这些膜的剥离方法和新的膜的供给方法有关的装置要素以及制造条件以外的装置要素和制造条件与实施例1的情况相同。
膜2自模具表面3a的剥离以及膜2向模具表面3a的供给借助于由搬送驱动辊64作用于膜2的张力来进行。反复进行该操作10次,制作出10片成形膜。
目视评价所获得的成形膜的图案成形面的结果为,关于10片中的2片确认到在自模具表面3a剥离时产生的膜破损。关于剩余的8片确认到朝向膜的宽度方向的线状的大量剥离痕迹。在没有产生膜破损的膜中,确认到了大量的成形褶皱、搬送褶皱以及起伏。从开始膜的剥离动作到完成新的膜的供给为止的时间为35秒。若为了以该时间不到35秒的方式实施剥离动作而增大作用于膜的张力,则清楚可知剥离时的膜破损多发。
工业实用性
本发明的在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造方法和制造装置用于,作为光学介质或者光学制品的形成材料使用的在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造。
Claims (13)
1.一种在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造方法,其包括以下工序:
(1-a)膜供给工序,将从位于上游侧的长条的膜的供给源取出的被处理膜以预定的长度量间歇地供给到具有微细的凹凸图案的模具表面;
(1-b)图案成形工序,通过将在上述膜供给工序中供给到上述模具表面的上述被处理膜按压到上述模具表面上,来将上述模具表面的上述图案转印到上述被处理膜的表面,从而在上述被处理膜的表面成形微细的凹凸图案;
(1-c)膜剥离工序,将在上述图案成形工序中在表面成形了上述图案的处理过的膜从上述模具表面剥离;
(1-d)膜输送工序,将在上述膜剥离工序中从上述模具表面剥离的上述处理过的膜输送到位于下游侧的长条的膜的收纳源,
在上述图案成形工序中成形的处理过的膜在上述膜剥离工序中从上述模具表面剥离,然后,接下来将被处理的膜在上述膜供给工序中以预定的长度量间歇地供给到上述模具表面,与此相对应,上述处理过的膜在上述膜输送工序中被输送到上述膜的收纳源,由此,以预定的长度量依次反复地制造上述处理过的膜,
其特征在于,
(1-e)上述膜剥离工序中的上述处理过的膜的剥离通过把持有上述处理过的膜的膜把持机构从上述处理过的膜的纵长方向的下游侧向上游侧移动来进行,
(1-f)上述膜供给工序中的上述被处理膜的供给与防褶皱产生机构的从上述被处理膜的纵长方向的上游侧向下游侧的移动一起进行,其中上述防褶皱产生机构用于防止供给到上述模具表面的上述被处理膜中产生褶皱。
2.根据权利要求1所述的膜的制造方法,其特征在于,
(2-a)上述膜把持机构由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊与上述膜的上述图案成形的面接触,在该组合中,上述主辊和上述辅助辊各自的辊轴朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊以上述膜能够通过的间隔彼此平行地配置,而且上述主辊和上述辅助辊分别是能够旋转的辊,
(2-b)上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此形成上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态,在形成该把持状态之后,上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述下游侧向上述上游侧移动,由此,上述处理过的膜被从上述模具表面剥离,
(2-c)在上述膜把持机构在移动到上述上游侧的位置处停止期间,通过上述主辊和上述辅助辊旋转,使得经上述主辊和上述辅助辊向上述下游侧进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,在该新的预定长度的被处理膜的供给完成后,
(2-d)使用上述主辊作为上述防褶皱产生机构,
(2-e)在上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述上游侧向上述下游侧移动期间,使上述主辊一边旋转一边移动,由此,一边防止上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
3.根据权利要求1所述的膜的制造方法,其特征在于,
(3-a)上述膜把持机构由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊与上述膜的上述图案成形的面接触,在该组合中,上述主辊和上述辅助辊各自的辊轴朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊以上述膜能够通过的间隔彼此平行地配置,而且上述主辊和上述辅助辊分别是能够旋转的辊,
(3-b)上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此形成上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态,在形成该把持状态之后,上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述下游侧向上述上游侧移动,由此,上述处理过的膜被从上述模具表面剥离,
(3-c)在上述膜把持机构在移动到上述上游侧的位置处停止期间,通过上述主辊和上述辅助辊旋转,使得经上述主辊和上述辅助辊向上述下游侧进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,在该新的预定长度的被处理膜的供给完成后,
(3-d)使用能够旋转的褶皱展平辊来作为上述防褶皱产生机构,该褶皱展平辊在上述主辊的上述上游侧与上述主辊隔开间隔地平行配置,并且该褶皱展平辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,
(3-e)在上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述上游侧向上述下游侧移动期间,使上述褶皱展平辊跟随上述膜把持机构的移动而一边旋转一边移动,由此,一边防止上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
4.根据权利要求1所述的膜的制造方法,其特征在于,
(4-a)上述膜把持机构由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊与上述膜的上述图案成形的面接触,在该组合中,上述主辊和上述辅助辊各自的辊轴朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊以上述膜能够通过的间隔平行地配置,而且上述主辊和上述辅助辊分别是能够旋转的辊,
(4-b)上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此形成上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态,在形成该把持状态之后,上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述下游侧向上述上游侧移动,由此,上述处理过的膜被从上述模具表面剥离,
(4-c)在上述膜把持机构在移动到上述上游侧的位置处停止之后,在上述主辊的旋转被阻止的状态下,通过上述膜把持机构从上述上游侧向上述下游侧移动,由此来进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,
(4-d)使用能够旋转的褶皱展平辊来作为上述防褶皱产生机构,该褶皱展平辊在上述主辊的上述上游侧与上述主辊隔开间隔地平行配置,并且该褶皱展平辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,
(4-e)在上述被处理膜的供给中,在上述膜把持机构沿着上述模具表面从上述上游侧向上述下游侧移动期间,使上述褶皱展平辊跟随上述膜把持机构的移动而一边旋转一边移动,由此,一边防止上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
5.一种在表面具有微细的凹凸图案的膜的制造装置,其包括:
(5-a)在表面具有微细的凹凸图案的模具;
(5-b)从位于上游侧的长条的膜的供给源取出被处理膜的膜取出装置;
(5-c)将上述被处理膜按压到上述模具的表面上的膜按压装置;
(5-d)膜剥离装置,其用于将具有微细的凹凸图案的处理过的膜从上述模具的表面剥离,该处理过的膜是这样成形的:利用上述膜按压装置将由上述膜取出装置取出并间歇地供给到上述模具的表面的被处理膜按压到上述模具的表面,从而将上述模具的表面的上述微细的凹凸图案转印到上述被处理膜的表面上;
(5-e)膜领取装置,其将通过该膜剥离装置从上述模具的表面剥离并且输送到下游侧的上述处理过的膜领取到位于下游侧的上述长条的膜的收纳源;
利用上述膜剥离装置将通过上述膜按压装置处理过的处理过的膜从上述模具表面剥离,利用上述膜剥离装置将通过上述膜取出装置取出的被处理膜以预定长度供给到上述模具表面,与此相对应,将上述处理过的膜输送至上述膜领取装置,由此依次反复地制造上述预定长度的处理过的膜,
其特征在于,
(5-f)上述膜剥离装置包括膜把持装置,该膜把持装置在把持上述处理过的膜的状态下沿着上述处理过的膜的纵长方向从下游侧向上游侧移动,并且
(5-g)上述膜把持装置包括防褶皱产生装置,该防褶皱产生装置用于防止供给到上述模具的表面的上述被处理膜中产生褶皱,上述被处理膜的供给与该防褶皱产生装置的从上述被处理膜的纵长方向的上游侧向下游侧的移动一起进行。
6.根据权利要求5所述的膜的制造装置,其特征在于,
(6-a)上述膜把持装置由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊能够与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊能够与上述膜的上述图案成形的面接触,
(6-b)上述主辊的辊轴和上述辅助辊的辊轴分别朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊隔开上述膜能够通过的间隔地平行配置,
(6-c)上述主辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于主辊支承臂,
(6-d)上述辅助辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于辅助辊支承臂,
(6-e)上述主辊支承臂和上述辅助辊支承臂固定于底座,
(6-f)该底座以能够沿着上述膜的纵长方向移动的方式支承于沿着上述膜的纵长方向设置的底座移动引导件,并且
(6-g)相对于上述膜把持装置装备有使该膜把持装置沿着上述底座移动引导件移动的膜把持装置移动机构,
(6-h)在上述膜把持装置中,上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此,在形成了上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态的状态下,利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置从下游侧向上游侧移动,由此来将上述处理过的膜从上述模具的表面剥离,
(6-i)在上述膜把持装置在移动到上述上游侧的位置处停止期间,通过上述主辊和上述辅助辊的旋转,经上述主辊和上述辅助辊向上述下游侧进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,
(6-j)使用上述主辊作为上述防褶皱产生装置,
(6-k)在利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置沿着上述模具的表面从上述上游侧向下游侧移动期间,上述主辊一边旋转一边移动,由此,一边防止经上述主辊和上述辅助辊已经向上述下游侧供给的上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具的表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
7.根据权利要求6所述的膜的制造装置,其特征在于,
上述膜把持装置移动机构由以下两个组合中的任一个组合或者这两个组合构成,上述两个组合分别是:上述主辊与积极地驱动该主辊旋转的主辊旋转驱动机构的组合;以及上述底座与积极地使上述底座沿着上述底座移动引导件移动的底座驱动机构的组合。
8.根据权利要求5所述的膜的制造装置,其特征在于,
(8-a)上述膜把持装置由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊能够与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊能够与上述膜的上述图案成形的面接触,
(8-b)上述主辊的辊轴和上述辅助辊的辊轴分别朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊隔开上述膜能够通过的间隔地平行配置,
(8-c)上述主辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于主辊支承臂,
(8-d)上述辅助辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于辅助辊支承臂,
(8-e)上述主辊支承臂和上述辅助辊支承臂固定于底座,
(8-f)该底座以能够沿着上述膜的纵长方向移动的方式支承于沿着上述膜的纵长方向设置的底座移动引导件,并且
(8-g)相对于上述膜把持装置装备有使该膜把持装置沿着上述底座移动引导件移动的膜把持装置移动机构,
(8-h)在上述膜把持装置中,上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此,在形成了上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态的状态下,利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置从下游侧向上游侧移动,由此来将上述处理过的膜从上述模具的表面剥离,
(8-i)在上述膜把持装置在移动到上述上游侧的位置处停止期间,通过上述主辊和上述辅助辊的旋转,经上述主辊和上述辅助辊向上述下游侧进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,
(8-j)使用褶皱展平辊来作为上述防褶皱产生装置,该褶皱展平辊在上述主辊的上述上游侧与上述主辊隔开间隔地平行配置,并且该褶皱展平辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,
(8-k)该褶皱展平辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于褶皱展平辊支承臂,该褶皱展平辊支承臂固定于上述底座,
(8-l)在利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置沿着上述模具的表面从上述上游侧向下游侧移动期间,上述褶皱展平辊跟随上述膜把持装置的移动而一边旋转一边移动,由此,一边防止经上述主辊和上述辅助辊已经向上述下游侧供给的上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具的表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
9.根据权利要求8所述的膜的制造装置,其特征在于,
上述膜把持装置移动机构由以下两个组合中的任一个组合或者这两个组合构成,上述两个组合分别是:上述主辊与积极地驱动该主辊旋转的主辊旋转驱动机构的组合;以及上述底座与积极地使上述底座沿着上述底座移动引导件移动的底座驱动机构的组合。
10.根据权利要求5所述的膜的制造装置,其特征在于,
(10-a)上述膜把持装置由主辊和辅助辊的组合构成,上述主辊能够与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,上述辅助辊能够与上述膜的上述图案成形的面接触,
(10-b)上述主辊的辊轴和上述辅助辊的辊轴分别朝向上述膜的宽度方向,上述主辊和上述辅助辊隔开上述膜能够通过的间隔地平行配置,
(10-c)上述主辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于主辊支承臂,
(10-d)上述辅助辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于辅助辊支承臂,
(10-e)上述主辊支承臂和上述辅助辊支承臂固定于底座,
(10-f)该底座以能够沿着上述膜的纵长方向移动的方式支承于沿着上述膜的纵长方向设置的底座移动引导件,并且
(10-g)相对于上述膜把持装置装备有使该膜把持装置沿着上述底座移动引导件移动的膜把持装置移动机构,
(10-h)在上述膜把持装置中,上述处理过的膜呈S字状地悬挂在上述主辊和上述辅助辊上,由此,在形成了上述主辊和上述辅助辊对上述处理过的膜的把持状态的状态下,利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置从下游侧向上游侧移动,由此来将上述处理过的膜从上述模具的表面剥离,
(10-i)在上述膜把持装置在移动到上述上游侧的位置处停止后,在上述主辊的旋转被阻止的状态下,利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置沿着上述模具的表面从上述上游侧向上述下游侧移动,由此来对上述模具的表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给,
(10-j)使用褶皱展平辊来作为上述防褶皱产生装置,该褶皱展平辊在上述主辊的上述上游侧与上述主辊隔开间隔地平行配置,并且该褶皱展平辊与上述膜的上述图案成形的面的相反侧的面接触,
(10-k)该褶皱展平辊以能够以其辊轴为中心旋转的方式支承于褶皱展平辊支承臂,该褶皱展平辊支承臂固定于上述底座,
(10-l)在上述被处理膜的供给中,在利用上述膜把持装置移动机构使上述膜把持装置沿着上述模具的表面从上述上游侧向下游侧移动期间,上述褶皱展平辊跟随上述膜把持装置的移动而一边旋转一边移动,由此,一边防止上述被处理膜产生褶皱,一边对上述模具的表面进行上述新的预定长度的被处理膜的供给。
11.根据权利要求10所述的膜的制造装置,其特征在于,
上述膜把持装置移动机构由以下两个组合中的任一个组合或者这两个组合构成,上述两个组合分别是:上述主辊与积极地驱动该主辊旋转的主辊旋转驱动机构的组合;以及上述底座与积极地使上述底座沿着上述底座移动引导件移动的底座驱动机构的组合。
12.根据权利要求6、8、10中的任一项所述的膜的制造装置,其特征在于,
上述主辊的外表面由以硅酮类树脂或者氟类树脂为主要成分的发泡海绵形成。
13.根据权利要求8或10所述的膜的制造装置,其特征在于,
上述褶皱展平辊的外表面由以硅酮类树脂或者氟类树脂为主要成分的发泡海绵形成。
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