膜生产方法、膜生产过程监控装置和膜检查方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种膜生产方法、膜生产过程监控器和膜检查方法。
【背景技术】
[0002]用于确定膜的特性的已知方法是用来自光源的光照射该膜，测量该膜所反射或透射的光，并且基于与所反射或透射的光的强度有关的信息计算用于确定期望特性的物理量。例如，日本未审查专利申请公开N0.2008-157634描述了一种方法，基于通过用包括用于树脂片材的官能团的吸收波长在内的波段中的红外光束连续照射树脂片材而获得的所反射或透射的光的强度来确定树脂片材的固化度。利用这种方法，为获得树脂片材的特定部分的物理量，需要移动红外光发射装置和红外光接收装置，并且在具有不同传输波长的多个滤光器之间进行切换的同时多次重复该特定部分的测量。在这样的系统中，获得用于确定滤光器特性的物理量的操作比较复杂，并且难以实时监控例如膜生产过程。
【发明内容】
[0003]技术问题
[0004]本发明的目的在于提供一种能够容易且精确地确定膜的特性的膜生产方法、膜生产过程监控器和膜检查方法。
[0005]解决技术问题的方案
[0006]为实现上述目的，提供了一种包括波谱获取步骤和物理量计算步骤的膜生产方法。波谱获取步骤包括:用近红外区中的宽带光照射移动的膜；以及获取从膜发出的反射光或透射光的波谱。物理量计算步骤包括根据波谱计算与膜相关的物理量。
[0007]根据本发明的膜生产方法还包括:基于在物理量计算步骤中计算得到的物理量对膜的生产条件进行反馈控制，使得物理量在预定范围内。波谱获取步骤可以包括获取随时间推移的多个波谱，以及物理量计算步骤可以包括基于波谱随时间推移的变化计算与所膜相关的物理量随时间推移的变化。此外，宽带光可以是带宽为25nm以上的光。在本申请中，带宽定义为“半高宽”。
[0008]根据用于实现上述目的的另一实施例，提供了一种包括光源单元、分光单元、光接收单元、波谱获取单元和物理量计算单元的膜生产过程监控器。光源单元构造为用近红外区中的宽带光照射移动的膜。分光单元构造为将因用光源单元的宽带光照射膜而从膜发出的反射光或透射光分成波谱分量。光接收单元包括多个光接收元件，多个光接收元件构造为接收被分光单元彼此分开的各波长的波谱分量并且输出与所接收的波谱分量的强度相对应的信号。波谱获取单元构造为基于光接收单元输出的信号获取膜的波谱。物理量计算单元构造为根据波谱获取单元所获取的波谱计算与膜相关的物理量。
[0009]在根据本发明的膜生产过程监控器中，分光单元可以是透射型分光元件，透射型分光元件构造为通过透射从膜发出的反射光或透射光将反射光或透射光分成波谱分量。每一个光接收元件均可以包括铟镓砷且具有量子阱结构。光接收元件可以在光接收单元中二维地布置。分光单元和光接收单元可以包括成像分光器，成像分光器构造为通过接收沿与膜移动的方向相交的方向延伸的直线上的测量光并且将测量光分成波谱分量来检测波谱。
[0010]根据用于实现上述目的的另一实施例，提供了一种包括波谱获取步骤和物理量计算步骤的膜检查方法。波谱获取步骤包括:用近红外区中的宽带光照射膜；以及获取从膜发出的反射光或透射光的波谱。物理量计算步骤包括根据在波谱获取步骤中获取的波谱计算与膜相关的物理量。
[0011]本发明的有益效果
[0012]本发明提供了一种能够容易且精确地确定膜的特性的膜生产方法、膜生产过程监控器和膜检查方法。
【附图说明】
[0013]图1示出根据本发明的实施例的膜生产过程监控器的结构。
[0014]图2示出根据本发明的另一实施例的膜生产过程监控器的结构。
[0015]图3是示出用图1所示的膜生产过程监控器测得的近红外波段中的反射率波谱的二阶微分值的曲线图。
[0016]图4是示出图3的曲线图在2100nm至2200nm的波长范围内的一部分的放大曲线图。
[0017]图5是示出图3和图4所示波谱中的在2160nm附近的波长范围内的反射率波谱的二阶微分的极值与UV固化树脂的杨氏模量之间的关系的曲线图。
[0018]图6是示出在UV光源沿宽度方向布置的情况下的膜生产过程监控器的布置实例的概念图。
【具体实施方式】
[0019]现在将参考附图对本发明的各实施例进行详细描述。在附图的描述中，相同的部件用相同的附图标记表示，并由此省略重复的说明。
[0020](膜生产过程监控器)
[0021]图1示出根据本发明的实施例的膜生产过程监控器100的结构。监控器100用宽带光(其为近红外光)照射沿方向A移动的膜1，用检测单元30检测从膜I发出的漫反射光，并且计算表示膜I的特性的物理量。监控器100包括光源10、漫反射板20、检测单元30和分析单元40。
[0022]在应用有紫外线(UV)固化树脂的膜的生产线中，沿膜I的移动方向A在膜生产过程监控器100的上游设置有与分析单元40连接的UV光源单元50。监控器100评估膜的主表面上的UV固化树脂的固化度，并且基于评估结果进行用于固化UV可固化树脂的紫外线光源的反馈控制。膜I应用有UV固化树脂，并且用于评估UV固化树脂的固化度的物理量例如为杨氏模量。
[0023]光源10用宽带光照射沿方向A移动的膜，宽带光为具有特定波段的近红外光。从光源10发出的宽带光在800nm至2500nm的波长范围内。在本实施例中，优选地在包含2160nm的波段内进行测量。然而，波长范围可以根据表示膜I的特性的物理量适当改变。例如卤素灯适合用作光源10。
[0024]光源10所发出的宽带光是带宽至少为25nm以上的光。当从光源10发出的宽带光的带宽为25nm以上时，可以获得用于精确计算表示膜I的特性的一个或多个物理量的波谱。宽带光的带宽优选地为至少50nm以上。
[0025]漫反射板20设置在膜I的与设置有光源10的一侧相反的一侧(背面侧)。宽带光LI从光源10发出，穿过膜I，然后被漫反射板20漫反射，使得漫反射光L2入射到检测单元30上。在被膜I的表面规则反射的光由检测单元30直接检测的情况下，发生折射率的异常分散效应，使得在发生吸收的波段内的峰值附近折射率剧烈变化。因此，一阶微分形式的峰值失真，并且难以进行随后的波谱分析。因此，优选地检测来自漫反射板20的漫反射光。
[0026]检测单元30包括狭缝30a、分光单元30b和光接收元件单元(光接收单元)30c。漫反射光L2穿过狭缝30a并且进入分光单元30b。分光单元30b沿与狭缝30a的纵向垂直的方向将漫反射光L2分成波谱分量。由光接收元件单元30c接收该波谱分量。
[0027]对于分光单元30b中所包括的分光元件没有特别限制。然而，分光元件优选地为透射型分光元件。透射型分光元件具有比反射型分光元件的透过量高的透过量，并因此适合对用于生产膜I的装置进行实时测量。
[0028]光接收元件单元30c包括二维布置的多个光接收元件，并且各个光接收元件接收光。因此，各个光接收元件接收包括在于膜I处反射的漫反射光L2中的对应波长的光分量。各个光接收元件输出与所接收的光的强度对应且作为包括位置信息和波长信息的二维信息的信号。由于光接收元件是二维布置的，因此可以在膜上的对应位置确定膜的物理量，并且可以更精确地确定膜的特性。
[0029]尽管对光接收元件没有特别的限制，但在要评估UV固化树脂的固化度的情况下，优选地使用含有铟镓砷且具有量子阱结构的元件作为光接收元件。这种光接收元件在较宽的近红外波段中具有高灵敏度，并因此能够进行高精度的测量。
[0030]检测单元30输出的信号被传输到分析单元40。分析单元40分析从检测单元30输出的信号，计算表示膜I的特性的物理量，并且评估膜I的状态(例如，UV固化状态)。
[0031]分析单元40包括波谱获取单元40a和物理量计算单元40b。波谱获取单元40a基于从检测单元30输入的信号获取漫反射光L2的波谱。物理量计算单元4