膜生產方法、膜生產過程監控裝置和膜檢查方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種膜生產方法、膜生產過程監控器和膜檢查方法。
【背景技術】
[0002]用于確定膜的特性的已知方法是用來自光源的光照射該膜，測量該膜所反射或透射的光，并且基于與所反射或透射的光的強度有關的信息計算用于確定期望特性的物理量。例如，日本未審查專利申請公開N0.2008-157634描述了一種方法，基于通過用包括用于樹脂片材的官能團的吸收波長在內的波段中的紅外光束連續照射樹脂片材而獲得的所反射或透射的光的強度來確定樹脂片材的固化度。利用這種方法，為獲得樹脂片材的特定部分的物理量，需要移動紅外光發射裝置和紅外光接收裝置，并且在具有不同傳輸波長的多個濾光器之間進行切換的同時多次重復該特定部分的測量。在這樣的系統中，獲得用于確定濾光器特性的物理量的操作比較復雜，并且難以實時監控例如膜生產過程。
【發明內容】
[0003]技術問題
[0004]本發明的目的在于提供一種能夠容易且精確地確定膜的特性的膜生產方法、膜生產過程監控器和膜檢查方法。
[0005]解決技術問題的方案
[0006]為實現上述目的，提供了一種包括波譜獲取步驟和物理量計算步驟的膜生產方法。波譜獲取步驟包括:用近紅外區中的寬帶光照射移動的膜；以及獲取從膜發出的反射光或透射光的波譜。物理量計算步驟包括根據波譜計算與膜相關的物理量。
[0007]根據本發明的膜生產方法還包括:基于在物理量計算步驟中計算得到的物理量對膜的生產條件進行反饋控制，使得物理量在預定范圍內。波譜獲取步驟可以包括獲取隨時間推移的多個波譜，以及物理量計算步驟可以包括基于波譜隨時間推移的變化計算與所膜相關的物理量隨時間推移的變化。此外，寬帶光可以是帶寬為25nm以上的光。在本申請中，帶寬定義為“半高寬”。
[0008]根據用于實現上述目的的另一實施例，提供了一種包括光源單元、分光單元、光接收單元、波譜獲取單元和物理量計算單元的膜生產過程監控器。光源單元構造為用近紅外區中的寬帶光照射移動的膜。分光單元構造為將因用光源單元的寬帶光照射膜而從膜發出的反射光或透射光分成波譜分量。光接收單元包括多個光接收元件，多個光接收元件構造為接收被分光單元彼此分開的各波長的波譜分量并且輸出與所接收的波譜分量的強度相對應的信號。波譜獲取單元構造為基于光接收單元輸出的信號獲取膜的波譜。物理量計算單元構造為根據波譜獲取單元所獲取的波譜計算與膜相關的物理量。
[0009]在根據本發明的膜生產過程監控器中，分光單元可以是透射型分光元件，透射型分光元件構造為通過透射從膜發出的反射光或透射光將反射光或透射光分成波譜分量。每一個光接收元件均可以包括銦鎵砷且具有量子阱結構。光接收元件可以在光接收單元中二維地布置。分光單元和光接收單元可以包括成像分光器，成像分光器構造為通過接收沿與膜移動的方向相交的方向延伸的直線上的測量光并且將測量光分成波譜分量來檢測波譜。
[0010]根據用于實現上述目的的另一實施例，提供了一種包括波譜獲取步驟和物理量計算步驟的膜檢查方法。波譜獲取步驟包括:用近紅外區中的寬帶光照射膜；以及獲取從膜發出的反射光或透射光的波譜。物理量計算步驟包括根據在波譜獲取步驟中獲取的波譜計算與膜相關的物理量。
[0011]本發明的有益效果
[0012]本發明提供了一種能夠容易且精確地確定膜的特性的膜生產方法、膜生產過程監控器和膜檢查方法。
【附圖說明】
[0013]圖1示出根據本發明的實施例的膜生產過程監控器的結構。
[0014]圖2示出根據本發明的另一實施例的膜生產過程監控器的結構。
[0015]圖3是示出用圖1所示的膜生產過程監控器測得的近紅外波段中的反射率波譜的二階微分值的曲線圖。
[0016]圖4是示出圖3的曲線圖在2100nm至2200nm的波長范圍內的一部分的放大曲線圖。
[0017]圖5是示出圖3和圖4所示波譜中的在2160nm附近的波長范圍內的反射率波譜的二階微分的極值與UV固化樹脂的楊氏模量之間的關系的曲線圖。
[0018]圖6是示出在UV光源沿寬度方向布置的情況下的膜生產過程監控器的布置實例的概念圖。
【具體實施方式】
[0019]現在將參考附圖對本發明的各實施例進行詳細描述。在附圖的描述中，相同的部件用相同的附圖標記表示，并由此省略重復的說明。
[0020](膜生產過程監控器)
[0021]圖1示出根據本發明的實施例的膜生產過程監控器100的結構。監控器100用寬帶光(其為近紅外光)照射沿方向A移動的膜1，用檢測單元30檢測從膜I發出的漫反射光，并且計算表示膜I的特性的物理量。監控器100包括光源10、漫反射板20、檢測單元30和分析單元40。
[0022]在應用有紫外線(UV)固化樹脂的膜的生產線中，沿膜I的移動方向A在膜生產過程監控器100的上游設置有與分析單元40連接的UV光源單元50。監控器100評估膜的主表面上的UV固化樹脂的固化度，并且基于評估結果進行用于固化UV可固化樹脂的紫外線光源的反饋控制。膜I應用有UV固化樹脂，并且用于評估UV固化樹脂的固化度的物理量例如為楊氏模量。
[0023]光源10用寬帶光照射沿方向A移動的膜，寬帶光為具有特定波段的近紅外光。從光源10發出的寬帶光在800nm至2500nm的波長范圍內。在本實施例中，優選地在包含2160nm的波段內進行測量。然而，波長范圍可以根據表示膜I的特性的物理量適當改變。例如鹵素燈適合用作光源10。
[0024]光源10所發出的寬帶光是帶寬至少為25nm以上的光。當從光源10發出的寬帶光的帶寬為25nm以上時，可以獲得用于精確計算表示膜I的特性的一個或多個物理量的波譜。寬帶光的帶寬優選地為至少50nm以上。
[0025]漫反射板20設置在膜I的與設置有光源10的一側相反的一側(背面側)。寬帶光LI從光源10發出，穿過膜I，然后被漫反射板20漫反射，使得漫反射光L2入射到檢測單元30上。在被膜I的表面規則反射的光由檢測單元30直接檢測的情況下，發生折射率的異常分散效應，使得在發生吸收的波段內的峰值附近折射率劇烈變化。因此，一階微分形式的峰值失真，并且難以進行隨后的波譜分析。因此，優選地檢測來自漫反射板20的漫反射光。
[0026]檢測單元30包括狹縫30a、分光單元30b和光接收元件單元(光接收單元)30c。漫反射光L2穿過狹縫30a并且進入分光單元30b。分光單元30b沿與狹縫30a的縱向垂直的方向將漫反射光L2分成波譜分量。由光接收元件單元30c接收該波譜分量。
[0027]對于分光單元30b中所包括的分光元件沒有特別限制。然而，分光元件優選地為透射型分光元件。透射型分光元件具有比反射型分光元件的透過量高的透過量，并因此適合對用于生產膜I的裝置進行實時測量。
[0028]光接收元件單元30c包括二維布置的多個光接收元件，并且各個光接收元件接收光。因此，各個光接收元件接收包括在于膜I處反射的漫反射光L2中的對應波長的光分量。各個光接收元件輸出與所接收的光的強度對應且作為包括位置信息和波長信息的二維信息的信號。由于光接收元件是二維布置的，因此可以在膜上的對應位置確定膜的物理量，并且可以更精確地確定膜的特性。
[0029]盡管對光接收元件沒有特別的限制，但在要評估UV固化樹脂的固化度的情況下，優選地使用含有銦鎵砷且具有量子阱結構的元件作為光接收元件。這種光接收元件在較寬的近紅外波段中具有高靈敏度，并因此能夠進行高精度的測量。
[0030]檢測單元30輸出的信號被傳輸到分析單元40。分析單元40分析從檢測單元30輸出的信號，計算表示膜I的特性的物理量，并且評估膜I的狀態(例如，UV固化狀態)。
[0031]分析單元40包括波譜獲取單元40a和物理量計算單元40b。波譜獲取單元40a基于從檢測單元30輸入的信號獲取漫反射光L2的波譜。物理量計算單元4