具有减少的缺陷的多层膜卷筒的制作方法
【专利说明】具有减少的缺陷的多层膜卷筒
[0001]相关申请
本申请要求在于2013年6月10日提交的美国临时专利申请系列号61/833，170的在《美国法典》第35主题119节(e)下的优先权权益，其全部公开通过引用并入本文。
【背景技术】
[0002]1.
技术领域
本发明一般地涉及用于防止或减少在经缠绕的膜中由卷边引起的缺陷的设备、系统和方法。更具体地，本发明一般地涉及用于防止或减少当在真空中缠绕膜时卷边的存在的设备、系统和方法。
[0003]2.相关技术的描述
卷筒到卷筒过程方法已经广泛使用在真空沉积过程中以便将各种功能性材料涂覆到柔性衬底，诸如膜上。在图1中描绘传统的卷筒到卷筒过程。如在图1中示出的，卷筒到卷筒过程通常涉及解绕原膜的卷筒12、在沉积系统16中采用期望的涂层来涂覆未经缠绕的原膜
14、以及将所涂覆的膜18重绕到圆柱形的中心支撑组件上以形成多层经缠绕涂覆的膜卷筒
20。这些经缠绕涂覆的膜可易于运输到各种顾客用于进一步使用或过程。因此，在卷筒到卷筒期间的良好的卷筒成形对于顾客能够在随后使用或过程期间正确地解绕卷筒是关键的。此外，良好的卷筒成形还提供美观的益处，因为经缠绕的膜卷筒通常将呈现更少的缺陷和褶皱。
[0004]采用经缠绕的膜的问题是在经缠绕的膜的一个或两个边缘处可容易产生缺陷，其通常造成在膜的本体和边缘之间的厚度的局部不均匀性。该局部不均匀性在真空中的卷筒重绕期间可尤其地突出，从而造成在经缠绕的膜卷筒上形成卷边。随着卷边在经缠绕的膜卷筒上增加，不雅观的褶皱可在卷筒上产生。
[0005]在边缘处的局部不均匀性可来自劣质的切割，其可卷起聚合物膜的边缘，因为钝刀通过产生热可扭曲聚合物并造成热边缘回缩和变厚。在边缘处的不恰当操作或污染物也可引入碎片和其他缺陷，其在缠绕期间使边缘变厚。
[0006]通常，边缘厚度的不均匀性在空气中缠绕的卷筒中可能是更不明显的，因为将存在沿着每个膜表面牵拉的薄的空气边界层。空气层将在每个膜层之间被捕获并且使边缘的不均匀性平滑。然而，在该类型的卷筒对于处理是未经缠绕的之后，织网(web)必须在芯上重绕以在真空中再次形成卷筒。在该时间期间，将快速释放所被捕获的空气。因此，边缘将在缠绕期间变厚并比膜的其他部分变得更大直到边缘折叠并被卷起。随着边缘在厚度上的增加，所有张力可集中在其上并引起在卷筒中非常高的局部硬度。卷边还可妨碍膜的进一步缠绕并可引起在卷筒上永久褶皱的形成。
[0007]通常地，通过在缠绕期间振荡膜已经处理卷边的问题，以使膜边缘的非均匀厚度均等。对于振荡膜已经公开不同的方法和设备。例如，美国专利号8，100，356描述由可缩回的无载托卷筒和通过空气间隙与可缩回的无载托卷筒分离的膜卷筒构成的处理中的装置，该空气间隙在膜缠绕到膜卷筒上时保持恒定。美国专利号5，531，393公开一种装置，其中膜缠绕到其上的卷筒是振荡的。振荡由在两个限制位置之间往复运动的活塞控制，该活塞移动帽，该帽被嵌入到膜卷筒的空心端部中。
[0008]振荡方法一般需要精密装置，其可精确地控制缠绕膜的横向移动。该装置通常需要定期的维修和校准。而且，其在现有的卷筒到卷筒装备中的实施通常是困难的，因为现有运输系统的有限的空间和显著的修改。具有锯齿形膜图案的最终膜卷筒通过必须在空气或真空中相对地振荡以恢复直的膜堆叠用于进一步的处理。缠绕膜的横向移动还可产生轻划伤，对于某些高质量产品其可限制经缠绕的膜的应用。
[0009]因此，存在需要用于将膜缠绕在卷筒芯上、防止或减少在经缠绕的膜中卷边的形成的设备、系统和方法。
【发明内容】
[0010]本发明的一个或多个实施例涉及一种多层经缠绕的膜卷筒。所述多层经缠绕的膜卷筒包括中心支撑组件和绕着所述中心支撑组件缠绕的膜。所述中心支撑组件呈现外支撑表面，其与所述膜的最初经缠绕的层相接触。所述膜包括主要膜本体和沿着所述主要膜本体的相对侧面延伸的一对外边缘。所述外边缘的平均厚度大于所述主要膜本体的平均厚度。而且，所述外支撑表面的宽度小于所述膜的所述最初经缠绕的层的宽度，以便所述膜的所述最初经缠绕的层的所述外边缘不与所述外支撑表面相接触。
[0011]本发明的一个或多个实施例涉及一种用于生产多层经缠绕的膜卷筒的过程。所述过程包括绕着中心支撑组件缠绕膜以从而形成多层经缠绕的膜卷筒。所述中心支撑组件呈现外支撑表面，其在所述缠绕期间与所述膜的最初经缠绕的层相接触。此外，所述外支撑表面的宽度小于所述膜的所述最初经缠绕的层的宽度，以便所述膜的所述最初经缠绕的层的所述外边缘不与所述外支撑表面相接触。
[0012]本发明的一个或多个实施例涉及一种真空的卷筒到卷筒设备。所述设备包括辊轮，其构造成绕着芯缠绕最初膜，从而形成包括多个膜层的经缠绕的膜;重绕控制构件，其构造成保持与在所述辊轮上的所述经缠绕的膜的最外层距离一恒定的距离；以及气体注射系统，其构造成在所述辊轮上所述缠绕期间在所述膜层之间引入待被捕获的气体。被捕获的气体能够减少所述经缠绕的膜的边缘压力和/或最小化在所述经缠绕的膜中的边缘中的厚度变化。
[0013]本发明的一个或多个实施例涉及一种用于生产多层膜卷筒的过程。所述过程包括在真空中绕着中心支撑组件缠绕膜以从而形成具有多个膜层的所述多层经缠绕的膜卷筒。在所述缠绕期间，在所述膜绕着所述中心支撑组件缠绕之前将气体立即注射到所述膜层之间。
【附图说明】
[0014]参考下面的附图，本文描述本发明的实施例，在附图中:
图1是传统卷筒到卷筒膜过程的示意图；
图2是经缠绕的膜卷筒的截面图，其包括垫片和绕着卷筒芯的膜；
图2A是在图2中的垫片、膜和卷筒芯的边缘的近视图；
图3A是根据一个实施例示出用于生产具有狭窄引导膜(narrow leader film)的经缠绕的膜卷筒的步骤的流程图；
图3B是根据替代的实施例描绘用于生产具有狭窄引导膜的经缠绕的膜卷筒的步骤的流程图；
图4是经缠绕的膜卷筒的截面图，其包括具有直线切割边缘的绕着卷筒芯缠绕的膜；
图4A是在图4中的膜和卷筒芯的边缘的近视图；
图5是经缠绕的膜卷筒的截面图，其包括绕着具有锥形边缘的卷筒芯缠绕的膜；
图5A是在图5中的膜和卷筒芯的边缘的近视图；
图6是经缠绕的膜卷筒的截面图，其包括在其边缘处具有开放间隙的绕着卷筒芯缠绕的膜；
图6A是在图6中的膜和卷筒芯的边缘的近视图；以及
图7是卷筒系统的示意图，其包括根据本文描述的实施例构造的气体捕获设备。
【具体实施方式】
[0015]下面的描述不以限制性的意义提出，而是仅仅为了示出本公开的一般原则的目的而作出，因为本公开的范围应该由权利要求书最佳地限定。
[0016]为了更好有助于关于多层经缠绕的膜卷筒的随后讨论，最初焦点放置在图1中描绘的传统卷筒到卷筒系统上，其描绘多层经缠绕涂覆的膜卷筒20可如何产生。应该理解在图1中示出的系统仅仅是本发明在其内可具体实施的系统的一个实例。本发明可发现在很多其他系统中的应用，其中期望的是生产多层经缠绕的膜卷筒。
[0017]—般地，如在图1中示出的，卷筒到卷筒过程涉及解绕原膜的卷筒12、在沉积系统16中采用期