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清潔輥及使用該清潔輥的塑料膜的制造裝置以及制造方法_3

文檔序號:9354052閱讀:來源:國知局
ISA) 的橡膠,此外,在膜的寬度窄的情況、橡膠12的耐久性被重視的情況下,可優(yōu)選使用高硬度 (Hs60~90JISA)的橡膠。此外,從壓力的分散性的觀點考慮而需要硬度更低(Hs30JISA以 下)的橡膠時,可優(yōu)選使用將橡膠制成海綿狀而得的物質(zhì)。
[0058] 作為在軸11上被覆橡膠12的方法,可以從各種手段中適宜選擇,例如可以采用下 述方法:在軸11的表面涂布粘合劑,纏繞未硫化的橡膠片材后,施加熱和壓力從而進行硫 化、成型的方法;將預(yù)先硫化成型為圓筒狀的橡膠12嵌入軸11后進行粘合的方法等。
[0059] 在橡膠12的表面設(shè)置有螺旋槽13,槽13的面積在清潔輥表面積中所占的比例 (以下,稱為開口率)為30%以下,清潔輥表面的槽13在清潔輥軸向上的寬度W為25mm以 上。開口率和清潔輥軸向上的槽寬W在上述范圍內(nèi)時,即使在高速流延時、在制成較厚的膜 時也能夠防止產(chǎn)生清掃痕跡及儲氣部。
[0060] 如上所述,清掃痕跡是清潔輥1表面的槽圖案轉(zhuǎn)印至制品膜5的缺陷。本申請的 發(fā)明人通過詳細分析而發(fā)現(xiàn)了清掃痕跡存在兩種形態(tài)。一種形態(tài)是,由污垢的有無所導(dǎo)致 的明暗,其是如下引起的:在清潔輥1表面的未形成槽13的部分(非槽部)15,冷卻輥4的 污垢被轉(zhuǎn)印至膜5,在槽部13,污垢沒有被轉(zhuǎn)?。涣硪环N形態(tài)是,由下述原因而產(chǎn)生的損傷, 所述原因為:接觸部的壓力使得冷卻輥4、清潔輥的表面形狀發(fā)生轉(zhuǎn)印等。
[0061] 根據(jù)清掃痕跡的兩種形態(tài)及其要因,作為用于改善清掃痕跡的手段之一,可以容 易地想到減小開口率即可。即,在清潔輥1旋轉(zhuǎn)一周期間向膜5轉(zhuǎn)印的污垢的面積越大,每 單位面積被轉(zhuǎn)印的污垢的量越少,因此由污垢的有無所導(dǎo)致的明暗變小。此外,隨著開口率 減小,接觸面積增加,因此接觸部分15的壓力降低,損傷被抑制。然而,如后文所述,就現(xiàn) 有的清潔輥而言,存在若減小開口率則會產(chǎn)生儲氣部52這樣的技術(shù)矛盾,因此無法進行改 善。若產(chǎn)生儲氣部52,則熔融樹脂(膜)2的冷卻變得不充分,因此清掃痕跡進一步惡化。
[0062] 如圖5所示,清潔輥1的表面的槽13是為了防止在熔融樹脂2與冷卻輥4接觸 時、嚙入熔融樹脂2與冷卻輥4之間的空氣a被阻擋在清潔輥1和冷卻輥4的夾壓點51中 從而形成儲氣部52而設(shè)置的。儲氣部52較多時,引起熔融樹脂(膜)2的冷卻不均、褶皺、 破損的弊端。為了防止形成儲氣部52,需要將所嚙入的空氣a從熔融樹脂(膜)2和冷卻 輥4之間排出。一直認為在清潔輥夾壓熔融樹脂(膜)2的點將空氣a排出的機理是,如圖 6所示出的其概念,從軸向中央部向端部延伸的螺旋槽13利用清潔輥1的旋轉(zhuǎn)而連續(xù)地移 動至端部,由此將積存在槽部分的空氣a從熔融樹脂(膜)2的寬度方向端部排出。這從現(xiàn) 有的清潔輥的螺旋槽以軸向中央為界而形成對稱的形狀也可確認。因此,為了防止儲氣部 52,不得不增大槽的總面積、即開口率以增加運送至端部的空氣a的量,結(jié)果存在清掃痕跡 惡化的技術(shù)矛盾。特別是由于空氣a的厚度伴隨冷卻輥4的速度而增加,所以在無拉伸膜 等的高速流延工序的情況下,必須進一步增大開口率,導(dǎo)致清掃痕跡惡化。
[0063] 針對該問題,本申請的發(fā)明人通過一些實驗發(fā)現(xiàn)了,基于上述機理的空氣a的排 出效果相對于整體的空氣排出量而言并不大,實際上,如圖7所示,利用槽13,在清潔輥1和 熔融樹脂(膜)2未接觸的部分,熔融樹脂(膜)2浮起,使空氣a通過從而排出的效果大。 由熔融樹脂(膜)2的浮起產(chǎn)生的每1條槽的空氣排出量V相當于圖7所示的斜線部的面 積,認為斜線部的面積可以近似為受到由空氣a的壓力與大氣壓的壓差、及離心力(其因熔 融樹脂(膜)的質(zhì)量而產(chǎn)生)而產(chǎn)生的均布載荷P的橫梁的撓曲量,因此由數(shù)學(xué)式1表示。 此處,w、E、I分別為熔融樹脂(膜)2的撓曲量、縱彈性模量、斷面慣性矩。即,可以認為空 氣a的排出量與輥軸向上的槽13的寬度W(以下,簡稱為槽的寬度W)的5次方成比例。
[0064][數(shù)學(xué)式1]
[0066] 與此相對,本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),由于可以認為開口率與空氣a的排出量成比例 關(guān)系,因此即使為了改善清掃痕跡而減小開口率,通過增大槽的寬度W也能夠抑制儲氣部 52的產(chǎn)生。
[0067] 圖8示出各種槽寬及開口率時的有無儲氣部的產(chǎn)生的實驗結(jié)果。〇標記為沒有產(chǎn) 生儲氣部的情況,X標記為產(chǎn)生了儲氣部的情況。雖然根據(jù)條件的不同,結(jié)果有時稍微不 同,但對于氣體的排出量來說,基本上是槽的寬度W起支配作用,因此認為結(jié)果不會有很大 差異,若槽的寬度W為25mm以上,則不產(chǎn)生儲氣部,能夠達成開口率為30%以下。此外,即 使槽的寬度W大于IOOmm也不會給空氣的排出效果帶來任何不良影響,但是有時槽13的加 工變得困難,加工費用增大,也難以使開口率為30 %以下,因此,槽的寬度W優(yōu)選為IOOmm以 下。
[0068] 如上所述,開口率越小,對清掃痕跡越有效,為30 %以下時,能夠獲得通過目視幾 乎不能確認到清掃痕跡的品質(zhì),為20%以下時,即使對于容易產(chǎn)生清掃痕跡的條件、樹脂也 易于獲得充分的效果,因此更優(yōu)選。此外,開口率為10%以上時,從數(shù)學(xué)式1的關(guān)系考慮,能 夠在更廣范圍的條件下防止儲氣部,故優(yōu)選。
[0069] 此外,作為改善由污垢的明暗產(chǎn)生的清掃痕跡的另一個手段,可舉出使冷卻輥4 表面的污垢高效地沒有遺漏地轉(zhuǎn)印至熔融樹脂(膜)2。如上所述,通過清潔輥1的夾壓, 使得冷卻輥4表面的污垢連續(xù)地轉(zhuǎn)印至熔融樹脂(膜)2,但在槽13的部分則不進行轉(zhuǎn)印。 因此,為了沒有不均地對冷卻輥4的整個表面進行清掃,優(yōu)選的是,確定冷卻輥4和清潔輥 1的外徑及槽的規(guī)格,以使得對應(yīng)于槽13的冷卻輥4表面的部分在冷卻輥4旋轉(zhuǎn)1周后對 應(yīng)于非槽部15。例如,冷卻輥的周長與清潔輥的周長之比為整數(shù)比左右時,即使冷卻輥4旋 轉(zhuǎn),對應(yīng)于槽13的部分也幾乎不移動,因此,冷卻輥4上的污垢不被轉(zhuǎn)印至熔融樹脂(膜)2 而容易堆積,有時清掃痕跡惡化。冷卻輥4旋轉(zhuǎn)1周后設(shè)置在清潔輥1表面的槽13相對于 冷卻輥4沿軸向相對移動的量M由(式1)表示,若該槽13的軸向移動量M為槽的寬度W以 上、且為非槽部15的軸向上的寬度Y以下,則開口率在上述范圍內(nèi),因此,通過冷卻輥4旋 轉(zhuǎn)2周,冷卻輥4的整個表面和清潔輥1的非槽部15相對應(yīng),能夠使冷卻輥4表面的污垢 高效地沒有遺漏地轉(zhuǎn)印至熔融樹脂(膜)2,故優(yōu)選。
[0070] M={(DcXN)modDs}/DsXPc(式I)
[0071] 其中,M表示冷卻輥4旋轉(zhuǎn)1周時的槽的軸向移動量,Dc表示冷卻輥4的外徑,Ds 表示清潔輥1的外徑,N表示設(shè)置在清潔輥1上的螺旋槽13的條數(shù),Pc表示螺旋槽13的軸 向螺距(=L/N),L表示螺旋槽13的導(dǎo)程。
[0072] 此外,若槽13沒有設(shè)置在與輥軸向相同的方向(相對于輥旋轉(zhuǎn)方向為90° )上, 則非槽部15能夠連續(xù)地保持接觸狀態(tài),清潔輥1變得不容易振動。此外,若槽13相對于清 潔輥旋轉(zhuǎn)方向的角度9為40°以上,則相對于圖4所示的加工槽寬B,清潔輥軸向上的槽 寬W基于B/cos0的關(guān)系而擴大,因此,容易在使槽寬W為25mm以上的同時達成開口率為 30%以下。如圖4所示,螺旋槽13相對于清潔輥旋轉(zhuǎn)方向的角度0,繞逆時針回轉(zhuǎn)可以為 正也可以為負。
[0073] 螺旋槽13在清潔輥表面的清潔輥旋轉(zhuǎn)方向上的槽的間隔C(以下,簡稱為槽間隔 C)優(yōu)選為IOOmm以下。若螺旋槽13的槽間隔C為IOOmm以下,則被嚙入熔融樹脂(膜)2 與冷卻輥4之間的空氣a不會在非槽部15長時間被攔截,因此即使為了使開口率為30 %以 下而擴大非槽部15的寬度,也幾乎沒有在該部分產(chǎn)生局部的儲氣部的情況,從而能夠抑制 熔融樹脂(膜)2的冷卻不均,容易獲得平面性優(yōu)異的膜。槽間隔C相對于非槽部15的寬 度D為C/sin0的關(guān)系,因此,若槽13相對于清潔輥旋轉(zhuǎn)方向的角度0為40°以上,則也 容易使槽間隔C為IOOmm以下。此外,雖然螺旋槽13的槽間隔C越窄,越能夠減輕冷卻不 均,但這必需增加槽13的條數(shù),因此優(yōu)選在IOmm以上IOOmm以下的范圍內(nèi)。
[0074] 此外,為了實現(xiàn)上述開口率及槽寬,例如在大直徑的清潔輥的情況下等,常常需要 設(shè)置復(fù)數(shù)條上述螺旋槽13。而且,這些被設(shè)置了復(fù)數(shù)條的螺旋槽13可以像現(xiàn)有的清潔輥 那樣設(shè)置為相對于軸向中央部而對稱,由此也可以存在槽交叉的部分,但優(yōu)選以全部螺旋 槽13不交叉的方式設(shè)置。若以螺旋槽13不交叉的方式設(shè)置,則沒有形成例如圖4的41部 那樣的由槽的交叉導(dǎo)致的非槽部的起點,因此,能夠容易地防止由非槽部的起點引起的清 潔輥旋轉(zhuǎn)周期或旋轉(zhuǎn)周期的槽條數(shù)分之一的振動,進而常常能夠容易且廉價地
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