專利名稱：塑料膜的制造方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料膜的制造方法和裝置，特別涉及能夠維持在從模頭 將熔融狀態(tài)的樹脂擠出之后的冷卻固化工序中采用了靜電密合法時的 操作穩(wěn)定性、并且能夠獲得品質(zhì)優(yōu)異的膜的塑料膜的制造方法和裝置。
背景技術(shù)：
在通常的采用T型模頭法的塑料膜的制膜工序中，采用如下方法 從擠出機通過T型模頭將熔融狀態(tài)的樹脂以膜狀擠出，將擠出的膜狀熔 融體擠壓到稱為流延輥的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的冷卻輥(以下稱為CR)的表面，從 而冷卻固化。進而冷卻成形的膜在接下來的拉伸工序中通過沿縱軸、橫 軸雙向拉伸，從而最終得到雙向拉伸塑料膜。
作為該將膜狀熔融體擠壓到CR表面的方法，有采用氣刀裝置在寬 度方向均勻噴射空氣的方法；或者采用施加了高電壓的電極向膜狀熔融 體給予靜電荷，通過靜電力使其密合于電接地的CR上的方法(以下稱 為靜電密合法)。該靜電密合法在冷卻速度、成形的膜的厚度精度、品 質(zhì)的均一性方面優(yōu)異，因此作為工業(yè)手段迄今為止已被廣泛采用。
將該靜電密合法應用于塑料膜的連續(xù)生產(chǎn)線時，存在必須定期更換 電極這樣的操作上的問題。其理由如下從由T型模頭擠出的熔融樹脂 產(chǎn)生單體、低聚物等的蒸氣，其附著在電極上而凝結(jié)，因此妨礙電極的 均勻放電，電極周圍的空氣的離子化變得不均勻，帶來發(fā)生膜狀熔融體 的密合性降低以及密合不均勻引起的表面缺陷這樣的經(jīng)時變化。
用于解決該操作上的問題的最有效的手段，是通過將電極的溫度維 持在比由熔融樹脂產(chǎn)生的蒸氣的凝結(jié)溫度更高的溫度，使附著的單體、 低聚物升華的方法。例如特公昭47-29782號公報中公開了使電流直接 流入電極，進行加熱器加熱到250TC以上的方法。
隨著近年來塑料膜制造線的高速化，靜電密合所需的總電荷量增加，因此必須使施加于電極的電壓增高，使放電電荷(電流)增加。但 是，如果要單純地使電極高密度放電，則超過均一的放電能力而達到不 穩(wěn)定的流光電暈放電。此外，如果使電壓升高超過火花極限，則火花放 電的危險性增大。但是，通過如上所述將電極加熱到高溫，從而促進熱 電子放出而在低電壓下得到充分的放電電流。加熱到高溫的電極與非加 熱電極相比，明顯地具有顯示低電壓易放電特性的優(yōu)點。
專利文獻1:特公昭47-29782號公報
但是，存在為了以電極為加熱器直接流過電流而進行加熱所無法避 免的固有問題。
靜電密合法中使用的電極呈如下構(gòu)造在以比膜狀熔融體的寬度更 寬的間隔設置的左右的支承體間架設電極，在該電極中的較膜狀熔融體 的左右兩端靠外側(cè)的部分安裝絕緣套管，能夠根據(jù)該膜狀熔融體的寬度 調(diào)節(jié)來自電極的放電寬度。將直流高電壓電源與電極連接，用與其不同 的電路將電極加熱電源連接到電極的左右端。
運轉(zhuǎn)中放電的電極邊被加熱電流進行加熱器加熱，邊在電極附近吹 送利用氣體放電產(chǎn)生的離子風，將周圍的空氣巻入，風速十幾m/s的風 通過，因此常常處于奪取熱的狀態(tài)。作為該加熱器加熱與離子風空冷的 平衡溫度，為了維持250"C以上，需要對電極進行加熱器加熱。
但是，由絕緣套管覆蓋而將放電遮蔽的電極部分，沒有被該離子風 冷卻，因此簡單地成為放熱過多的部分。有時成為異常的高溫，引起電 極金屬材料的高溫氧化劣化、拉伸強度降低，顯著時電極熔斷。為了避 免其發(fā)生，必須控制加熱器加熱，不能將電極升溫到充分的高溫度。
該現(xiàn)象在高生產(chǎn)速度下成為顯著的問題。即其原因在于，在需要高 放電電流的狀況下強的離子風空冷發(fā)揮作用。
更麻煩的問題是，為了不向CR直接火花放電，絕緣套管的前端位 于自膜狀熔融體的左右端部沿熔融體的寬度方向向內(nèi)側(cè)5 10mm是最佳 的，但如果被絕緣套管覆蓋的電極自身處于異常的高溫，從絕緣套管前 端的電極露出部分容易傾斜地產(chǎn)生火花。為了避免其發(fā)生，必須使絕緣 套管進一步位于熔融體的寬度方向的內(nèi)側(cè)，其結(jié)果，由于不能進行膜狀
5熔融體的端部對于CR的密合成形，因此產(chǎn)生不穩(wěn)定的寬度變動。這是 在后面的雙向拉伸工序中成為膜制品端部的拉伸不均勻的重大問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于，提供一種如下所示的雙向拉伸塑料膜的方法， 即可以將電極加熱維持到高溫，能夠阻止低分子量物的電極附著，獲得 長時間的放電穩(wěn)定性和易放電特性，同時能夠防止在電極端部產(chǎn)生的火 花放電故障，結(jié)果在工業(yè)上穩(wěn)定地生產(chǎn)具有優(yōu)異品質(zhì)的雙向拉伸塑料膜 的方法。
本發(fā)明人等為了解決該課題進行了深入研究，結(jié)果完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明涉及塑料膜的制造方法，是使用了如下冷卻成形方法的 塑料膜的制造方法從模頭將熔融樹脂以膜狀擠出，使用靜電密合法使 膜狀熔融體密合于旋轉(zhuǎn)冷卻輥表面，其特征在于，在為了進行靜電密合 而使電流直接流到與旋轉(zhuǎn)冷卻輥接近并架設配置在膜狀熔融體的寬度 方向的電極進行加熱器加熱時，作為上述電極，使用如下的電極與其 他部分相比，在從其兩端支承部到熔融體寬度方向上較熔融體端部靠內(nèi) 側(cè)的位置為止，電阻降低。
此外，本發(fā)明涉及塑料膜的制造裝置，是使用了如下機構(gòu)的塑料膜 的制造裝置使用靜電密合法使由從模頭擠出的熔融樹脂構(gòu)成的膜狀熔 融體密合于旋轉(zhuǎn)冷卻輥表面，其特征在于，使產(chǎn)生靜電密合用電荷的電 極接近旋轉(zhuǎn)冷卻輥而架設配置在膜狀熔融體的寬度方向，使電流直接流 到該電極進行加熱器加熱而構(gòu)成，關(guān)于上述電極，與其他部分相比，在 從其兩端支承部到熔融體寬度方向上較熔融體端部靠內(nèi)側(cè)的位置為止， 電阻降低。
用于降低電阻的機構(gòu)能夠采用任意的機構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，特別希望 設置實質(zhì)上將電極的截面積擴大的副電極(副子電極)作為用于使電阻 減小的機構(gòu)。此外，也能夠采用例如使電極自身的兩端部的截面積比其 他部分大等方法。此外，還能夠采用例如將電極兩端部的材質(zhì)變?yōu)殡妼?率比其他部分大的材質(zhì)等方法。
根據(jù)本發(fā)明，作為電極，通過使用在從其兩端支承部到熔融體寬度方向上較熔融體端部靠內(nèi)側(cè)的位置為止的電阻與其他部分相比降低的 電極，能夠長時間將電極加熱維持到高溫度，由此可以得到無經(jīng)時變化 的穩(wěn)定的放電特性，可以避免在電極的端部產(chǎn)生的火花放電故障。結(jié)果 在工業(yè)上能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)具有優(yōu)異的品質(zhì)的雙向拉伸塑料膜。
圖1為本發(fā)明的實施方式的塑料膜的制造裝置的主要部分的正視圖。
圖2為圖1所示的部分的左側(cè)視圖。 符號說明
1 T型模頭
2 膜狀熔融體
3 流延輥(CR )
4 電極
5 電極支承體
6 副電極
7絕緣套管
具體實施例方式
以下對本發(fā)明進行詳細說明。
如圖l和圖2所示，從T型模頭1將膜狀熔融體2擠出到CR3的表 面，通過在熔融體2與CR3相接的接點附近架設配置的電極4給予靜電 荷，使熔融體2靜電密合于CR3的表面。電極4的構(gòu)成如下在左右的 支承體5之間架設電極4并拉伸，從該兩端的支承體5到熔融體2的寬 度方向上較熔融體2的端部靠內(nèi)側(cè)的位置為止，設置有實質(zhì)上將電極的 截面積擴大的副電極6。還在較膜狀熔融體2的左右兩端靠外側(cè)安裝絕 緣套管7,使放電寬度成為可滑動調(diào)節(jié)。作為本發(fā)明中所說的實質(zhì)上將截面積擴大的副電極6，例如，如果 電極4為導線狀電極，可以列舉沿著導線使截面形狀為圓形、橢圓、半 圓、月牙形的金屬材料接觸而成的電極，或者在導線上軍上筒狀管而成 的電極等。此外，如果電極4是刀片狀電極，可以列舉用2片板狀金屬
材料將其夾持或者插入長圓管而成的電極或者將非放電側(cè)邊緣插入3 字型配件中而成的電極等。不過，并不限于這些。
本發(fā)明中副電極6的重要功能在于，通過實質(zhì)上將電極4的截面積 擴大，直接流入電流對電極進行加熱器加熱時，加熱電流也被分流到副 電極側(cè)(電極4的表觀電阻降低)，能夠抑制設置有副電極6的電極4 自身的每單位長度的自身發(fā)熱。即，即便使用絕緣套管7將該電極部分 遮蔽也不會異常放熱而能夠保持低溫度。
進而通過在副電極6的形狀上想辦法，能夠適度地控制由電極4和 副電極6構(gòu)成的電極端部的放電能力。
關(guān)于放電現(xiàn)象，原理上放電電極前端的曲率半徑與放電能力存在比 例關(guān)系，如果用副電極6增大電極4的曲率半徑，只在其正下方就可以 使放電電流減小。即，設置有副電極6的電極端部，通過利用低溫度的
而不需要將絕緣套管7的前端深深地插入到熔融體2的寬度方向上較膜 狀熔融體2的端部靠內(nèi)側(cè)處。由此，膜狀熔融體2的端部也充分密合成 形于CR2，并且能夠避免向CR2直接放火花的危險性。
作為副電極6中使用的金屬材料，可以列舉例如銅合金、鎳、鋼、 不銹鋼、鵠、非晶合金等。但是，并不限于這些。不過，不優(yōu)選因表面 氧化而導電性顯著下降的材料。
在本發(fā)明中，電極4的溫度優(yōu)選加熱維持在3501C以上且小于400x:。
為了不使單體、低聚物等低分子量物的電極凝結(jié)發(fā)生，優(yōu)選至少加
熱到3501C以上，并且為了得到低電壓易放電特性，更優(yōu)選高溫范圍， 但如果為400n以上，金屬的氧化劣化變得顯著，反而使電極的壽命縮 短。本發(fā)明中所謂的電極溫度的測定方法，能夠使用金屬的電阻溫度測 定法。
其利用電阻率因溫度而變化的原理，預先將電極4和副電極6的金 屬材料裝入加熱控制到高溫的爐內(nèi)，檢測2 00 ~ 500 "C的溫度和電阻值的 相關(guān)關(guān)系，實測電阻率的溫度系數(shù)。其次，實用溫度通過正確測定來自 電極加熱電源的輸出電壓/電流，能夠由其電阻值的變化演算溫度。本 發(fā)明中電極4的溫度設定可以通過以下方式進行對電極加熱電源的輸 出進行微調(diào)以使該演算溫度達到目標溫度。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是相對于電極4，設置有副電極6的電極部的 截面積擴大率為2~10倍，并且電阻值為1/1. 5 ~ 1/4. 0。
使電極4的加熱器加熱電流分流到副電極6側(cè)，控制自身放熱，但 如果過度控制放熱，低分子量物附著于副電極6，或者露出的副電極6 正下方的熔融體2相對于CR3的密合性顯著降低，引起膜的寬度變化， 因此不優(yōu)選。必須維持適度的溫度和適度的低水平的放電能力。這些由 電極4和副電極6的導電性能決定，但通過使截面積擴大率為2~10倍， 并且電阻值為1/1. 5~1/4. 0的范圍，能夠?qū)⑺鼈兞己玫鼐S持。
作為本發(fā)明中使用的電極4，因其放電能力可實用，因此優(yōu)選線徑 0. 05 ~ 0. 2mm的導線或厚0. 01 ~ 0. 05腿的刀片。
作為本發(fā)明中使用的CR3，優(yōu)選內(nèi)部具有冷卻介質(zhì)(水)循環(huán)的結(jié) 構(gòu)，使表面溫度為15~60^;的CR。如果小于15X:,水滴結(jié)露于CR3的 表面，由于產(chǎn)生由水膜引起的膜狀熔融體2的密合不均勻、膜缺陷，或 者產(chǎn)生對膜狀熔融體2不接觸的CR3的端部的水滴火花放電的故障，因 此不優(yōu)選。此外，如果超過60n，膜從CR3的表面的剝離變得困難，膜 被剝離應力沿縱向拉伸，因此在下一工序引起拉伸不均勻。
關(guān)于CR3的表面材質(zhì)和表面精加工，并無特別限定。
本發(fā)明中所說的塑料膜，只要是能夠應用靜電密合法的熱塑性樹 脂，則并無特別限定。
例如，由以聚對苯二甲酸乙二醇酯為代表的聚酯系膜，聚乙烯、聚
9丙烯等聚烯烴系膜，尼龍6、尼龍66等聚酰胺系膜，或者含有這些聚合 物的共聚物、混合物形成的膜。本發(fā)明對于對厚度精度、光學變形的要 求特別嚴格的聚酯系雙向拉伸膜用的未拉伸膜成形特別有用。
實施例
以下通過實施例對本發(fā)明更具體地進行說明。但本發(fā)明并不受其限制。
由T型模頭將熔融聚對苯二曱酸乙二醇酯以膜狀擠出，以速度 6Om/min使表面溫度20C的冷卻輥旋轉(zhuǎn)，采用靜電密合法冷卻成形為寬 1100mm、厚195jim的未取向膜。
此時，在膜狀熔融體和冷卻輥的接點附近以支承體間距離1450mm 架設直徑0. lmm的鴒線，在從支承體到熔融體寬度方向上較膜狀熔融體 的端部靠內(nèi)側(cè)10mm的位置，設置將電極罩上的由不銹鋼管構(gòu)成的副電 極。由副電極產(chǎn)生的截面積擴大率為6. 2倍，通電電阻約為1/3。還在 電極的兩端部罩上用于絕緣的陶乾套管，使套管的前端進入熔融體寬度 方向上較膜狀熔融體的端部靠內(nèi)側(cè)約3mm的位置。使加熱電流流入電極， 邊將電極的溫度維持在400n邊向電極施加6. 5kV的直流正電壓，向膜 狀熔融體給予靜電荷，使膜密合于冷卻輥。
開始生產(chǎn)，即使經(jīng)過48小時，在未拉伸膜上也沒有觀察到外觀上 的缺陷。此外，將該冷卻成形膜沿縱向和橫向以拉伸倍率各4倍進行雙 向拉伸，形成厚12jim的雙向拉伸聚對苯二甲酸乙二醇酯膜。穩(wěn)定地得 到厚度和光學均勻性均優(yōu)異的膜。
除了沒有設置副電極以外，在與實施例l相同的條件下，冷卻成形 為聚對苯二甲酸乙二醇酯膜。
結(jié)果用陶瓷套管遮蔽的部分出現(xiàn)紅熱，短時間內(nèi)產(chǎn)生氧化劣化而斷 線。因此，沒有辦法只能直接使加熱電流減小，使放電電極為2001C。
10開始生產(chǎn)，經(jīng)過20小時便間歇地產(chǎn)生流光放電，在未拉伸膜上觀 察到表面粗糙。該缺陷對于雙向拉伸膜也能觀察到，作為膜制品為不合 格。
除了下述以外，在與實施例l相同的條件下，冷卻成形為聚對苯二 甲酸乙二醇酯膜。
即，代替實施例l的導線，在膜狀熔融體和冷卻輥的接點附近以支 承體間距離1450mm架設寬3mm、厚0. 02咖的不銹鋼刀片，在從支承體 到熔融體的寬度方向上較膜狀熔融體的端部靠內(nèi)側(cè)10mm的位置為止， 夾持U字型配件而設置副電極。通過副電極產(chǎn)生的截面積擴大率為6.2 倍，通電電阻約為1/4。還用陶瓷套管覆蓋電極的兩端部，使套管的前 端進入到熔融體寬度方向上較膜狀熔融體的端部靠內(nèi)側(cè)約3咖的位置。 使加熱電流流入電極，邊將電極的溫度維持在400TC邊向電極施加6. 5kV 的直流正電壓，向膜狀熔融體給予靜電荷，使膜密合于冷卻輥。
除了沒有設置副電極以外，在與實施例2相同的條件下，冷卻成形 為聚對苯二甲酸乙二醇酯膜。
結(jié)果用陶瓷套管遮蔽的部分出現(xiàn)紅熱，短時間內(nèi)產(chǎn)生氧化劣化而斷 線。因此，沒有辦法只能直接使加熱電流減小，使放電電極為200"C。
開始生產(chǎn)，經(jīng)過20小時便間歇地產(chǎn)生流光放電，在未拉伸膜上觀 察到表面粗糙。該缺陷對于雙向拉伸膜也能觀察到，作為膜制品為不合 格。
權(quán)利要求
1.一種塑料膜的制造方法，是使用了如下冷卻成形方法的塑料膜的制造方法從模頭將熔融樹脂以膜狀擠出，使用靜電密合法使膜狀熔融體密合于旋轉(zhuǎn)冷卻輥表面，所述制造方法的特征在于，在為了進行靜電密合而使電流直接流到與旋轉(zhuǎn)冷卻輥接近并架設配置在膜狀熔融體的寬度方向的電極進行加熱器加熱時，作為所述電極，使用如下的電極與其他部分相比，在從電極的兩端支承部到熔融體寬度方向上較熔融體端部靠內(nèi)側(cè)的位置為止，電阻降低。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的塑料膜的制造方法，其特征在于， 在從電極的兩端支承部到熔融體寬度方向上較熔融體端部靠內(nèi)側(cè)的位置為止，利用副電極實質(zhì)上將電極的截面積擴大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塑料膜的制造方法，其特征在于， 將電極的溫度加熱維持在3501C以上且小于4001C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的塑料膜的制造方法，其特征在于， 設置有副電極的電極部的截面積擴大率為沒有設置副電極的電極部的2~10倍，并且設置有副電極的電極部的電阻值為沒有設置副電極 的電極部的電阻值的1/1. 5 ~ 1/4. 0。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 4任一項所述的塑料膜的制造方法，其特征在于，使用線徑0. 05 ~ 0. 2mm的導線作為電極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的塑料膜的制造方法，其特征在于，使用厚0. 01 ~ 0. 05mm的刀片作為電極。
7. —種塑料膜的制造裝置，是使用了如下機構(gòu)的塑料膜的制造裝 置使用靜電密合法使由從模頭擠出的熔融樹脂構(gòu)成的膜狀熔融體密合 于旋轉(zhuǎn)冷卻輥表面，所述裝置的特征在于，按如下方式構(gòu)成使產(chǎn)生靜電密合用電荷的電極接近旋轉(zhuǎn)冷卻輥而 架設配置在膜狀熔融體的寬度方向，使電流直接流到該電極進行加熱器 加熱，所述電極，與其他部分相比，在從電極的兩端支承部到熔融體寬度 方向上較熔融體端部靠內(nèi)側(cè)的位置為止，電阻降低。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的塑料膜的制造裝置，其特征在于， 在從電極的兩端支承部到熔融體寬度方向上較熔融體端部靠內(nèi)側(cè)的位置為止，設置有實質(zhì)上將電極的截面積擴大的副電極。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的塑料膜的制造裝置，其特征在于， 將電極加熱維持在350n以上且小于4001C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的塑料膜的制造裝置，其特征在于， 設置有副電極的電極部的截面積擴大率為沒有設置副電極的電極部的2~10倍，并且設置有副電極的電極部的電阻值為沒有設置副電極 的電極部的電阻值的1/1.5-1/4.0。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7~10任一項所述的塑料膜的制造裝置，其特征 在于，電極為線徑0. 05 ~ 0. 2mm的導線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7 10任一項所述的塑料膜的制造裝置，其特征 在于，電極為厚0. 01 ~ 0. 05mm的刀片。
全文摘要
本發(fā)明涉及塑料膜的制造方法和裝置，制造塑料膜時，用靜電密合法使膜狀熔融體密合于旋轉(zhuǎn)冷卻輥表面時，能將電極加熱維持到高溫，能防止低分子量物的電極附著，獲得長時間放電穩(wěn)定性和易放電特性，并能防止在電極端部產(chǎn)生的火花放電故障，結(jié)果在工業(yè)上穩(wěn)定地生產(chǎn)具有優(yōu)異品質(zhì)的塑料膜。從模頭(1)將熔融樹脂以膜狀擠出，用靜電密合法使膜狀熔融體(2)密合于旋轉(zhuǎn)冷卻輥(3)的表面。使電流直接流到與旋轉(zhuǎn)冷卻輥(3)接近并架設配置在膜狀熔融體(2)寬度方向的電極(4)進行加熱器加熱。電極(4)利用副電極(6)等使從其兩端支承部(5)到熔融體(2)寬度方向上較熔融體(2)端部靠內(nèi)側(cè)的位置為止的電阻與其他部分相比降低。
文檔編號B29C47/00GK101664990SQ20091016476
公開日2010年3月10日 申請日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者坪內(nèi)健二 申請人:尤尼吉可株式會社