专利名称：膜状物的折皱抻平用滚筒以及膜状物卷的制造装置和制造方法
技术领域：
本发明涉及一种膜状物的折皱抻平用滚筒以及膜状物卷的制造装置和制造方法。
背景技术：
在塑料薄膜、纸等片状物(以下称作膜状物)的制造工序中，为了处置膜状物，例如为了膜状物的输送或加工，要使用各种滚筒。在由滚筒进行的膜状物的处置中，存在着膜状物上产生皱纹或折皱的情况。膜状物发生皱纹或折皱则会造成制品的成品率降低或制造工序的操作性差的问题。
作为防止膜状物制造工序中产生折皱或将发生的折皱抻平的装置，已知有将膜状物的宽度方向两端向宽度方向外侧拉伸的拉幅机或横向导引器、或者与膜状物的整个宽度相接触的扩张滚筒。扩张滚筒具有弯曲型和扁平型。弯曲型的扩张滚筒由具有弯曲的旋转中心轴的旋转滚筒构成，向与旋转滚筒接触的膜状物付与宽度方向的张力。扁平型的扩张滚筒由具有直线的旋转中心轴的旋转滚筒构成，同时具有随着旋转、滚筒壳体在中心轴方向上伸缩的构造，对与旋转滚筒接触的膜状物付与宽度方向的张力。
使用了扁平扩张滚筒的膜状物折皱抻平用滚筒，在专利文献1、专利文献2、专利文献3或专利文献4中被公开。专利文献1或专利文献2以及专利文献3所公开的滚筒，具有在滚筒的圆周方向置以间隔地、与滚筒轴方向平行地延伸设置的多个弹性杆状体。专利文献4所公开的滚筒具有橡胶管。
可是，在上述以往的技术中，在要求有更高品质的制品中，很难实现折皱抻平或防止皱纹的要求。
即，以往的弯曲型的扩张滚筒具有如下问题。旋转所需的扭矩非常大，驱动的前提是设备费用较高。构造上，在膜状物中央部会产生过剩的宽度方向张力，导致膜状物变形。膜状物端部的折皱抻平效果较小。滚筒周速与膜状物输送速度的速度差，特别是在膜状物端部容易变大，在滚筒与膜状物的接触面容易发生滑动。在滚筒中央部和两端部，因前后滚筒间的膜状物的通道不同，膜状物端部容易松弛。
专利文献1或专利文献2、以及专利文献3所公开的扁平扩张滚筒，意图是要消除弯曲型扩张滚筒的缺陷。可是，在这种扁平扩张滚筒中，因为由弹性体构成的多个杆状体被设有间隔地配置，因此扩幅作用是阶段性的，另外还存在着滚筒外周易成凹凸的问题。此外，要是为了保持杆状体而在滚筒壳体上设槽，则存在着杆状体会在槽中摩擦生尘的问题。
为了克服上述问题，在专利文献4中公开了一种使用橡胶管的扁平扩张滚筒。可是，这种方式下旋转所需的扭矩也较大。特别是为了在卷取张力被设定得较低的薄膜制造中使用该滚筒，必须对驱动该滚筒。因此，制造设备的费用变高。
另外，无论是专利文献1或专利文献2、以及专利文献3所公开方式的扩张滚筒，还是专利文献4所公开方式的扩张滚筒，滚筒外周面都是由金属或橡胶等较硬材料的简单的连续体形成的。因此，存在着膜状物上易产生皱纹或不能加大扩幅量的问题。
专利文献1日本特公昭44-20877号公报专利文献2美国专利第3,344,493号说明书专利文献3日本特许第3,028,483号公报专利文献4日本实公昭57-11966号公报发明内容本发明的目的是提供一种在整个宽度上减轻膜状物的折皱、且可降低皱纹发生的膜状物的折皱抻平用滚筒。本发明的另一目的是提供一种制造折皱或皱纹少的膜状物卷的制造装置。本发明的又一目的是提供一种制造折皱或皱纹少的膜状物卷的制造方法。
本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒，由旋转滚筒本体，被覆在该旋转滚筒本体的外周面且具有伸缩性的纤维构造体，和使该纤维构造体沿所述旋转滚筒本体的旋转中心轴方向伸缩的伸缩机构构成。
在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，最好所述纤维构造体为筒状的布帛。
在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，最好所述筒状的布帛为无缝的。
在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，最好所述筒状的布帛由弹力丝或含弹力丝的丝条构成。
在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，最好所述筒状的布帛为编织物。
在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，最好所述编织物由弹力丝或含弹力丝的丝条构成。
在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，最好所述编织物为无缝的。
在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，最好所述伸缩机构由设置在所述旋转滚筒本体的旋转中心轴方向两外侧、关于相对于该旋转中心轴倾斜的旋转中心轴可自由旋转的倾斜轴环构成，在该倾斜轴环上把持所述纤维构造体的端部，通过所述纤维构造体和所述倾斜轴环形成包围所述旋转滚筒本体的外包体。
在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，最好所述纤维构造体与所述膜状物之间的静摩擦系数为0.3～0.7，所述纤维构造体与所述旋转滚筒本体之间的静摩擦系数在0.4或其以下。
本发明的膜状物卷的制造装置，是由连续供给膜状物的膜状物供给装置、输送由该供给装置连续供给的膜状物的膜状物输送装置和将由该输送装置连续输送来的膜状物连续地卷取成卷形态的膜状物卷取装置构成的膜状物卷的制造装置，其中至少在所述输送装置的至少1个部位设置本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒。
本发明的膜状物卷的制造装置中，连续供给膜状物的膜状物供给装置意思为，连续成形膜状物的制膜装置，或者从膜状物卷将膜状物连续地展开的膜状物展开装置。
在本发明的膜状物卷的制造装置中，最好所述膜状物的折皱抻平用滚筒，以能够与在所述膜状物卷取装置中形成的膜状物卷的表面相压接的方式配置。
本发明的膜状物卷的制造方法，包括连续供给膜状物的膜状物供给工序、连续输送从该供给工序连续供给的膜状物的膜状物输送工序、和将由该输送工序连续输送的膜状物连续地卷取成卷形态的膜状物卷取工序，在这样的膜状物卷的制造方法中，至少在所述膜状物输送工序的至少1个部位设置本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒。
本发明的膜状物卷的制造方法中，连续供给膜状物的膜状物供给工序意思为，连续成形膜状物的制膜工序，或者从膜状物卷将膜状物连续地展开的膜状物展开工序。
在本发明的膜状物卷的制造方法中，最好所述膜状物为聚酯薄膜。
本发明中的纤维构造体的伸缩性如下定义。将纤维构造体裁剪成长120mm×宽120mm的正方形，制成评价伸缩性的试片。将所得到的试片水平放置，以对试片不作用上张力的状态(无张力状态下)，将试片的相对的2个边遍及整个宽度地分别用老虎钳均匀且在实验中不滑动地把持。此时，以没有用老虎钳把持的部分的长度为100mm的那样用老虎钳进行把持。在该状态下，在2边的相对的方向(张力方向)上，使老虎钳以不影响结果的非常慢的速度移动，对试片施加张力。结果，当在试片被不破断地延伸到110mm或其以上，且在延伸到110mm后以1mm/秒的速度使老虎钳向张力方向的反方向移动，使作用在试片上的张力释放，并再次返回到无张力的状态的情况下，没有用老虎钳把持部分的施加有张力的方向上的间隔复原到100mm～105mm的范围时，评价为该纤维构造体在该张力方向上具有伸缩性。
试片以如下方式制作，即在被覆旋转滚筒本体的外周面之际，沿着旋转滚筒本体的旋转中心轴的方向为试片的长度方向，沿着旋转滚筒本体的旋转方向的方向为试片的宽度方向。当在长度方向上确认有伸缩性时，该纤维构造体评价为具有伸缩性。
另外，上述实验以在温度25℃、相对湿度40％的大气中进行为原则。但是，在滚筒的使用状态显然远离这种条件的情况下，可在使用状态下的温度、湿度及其他环境下进行。在不能将纤维构造体切断成上述尺寸等不能适当地进行实验的情况下，可切断成能够进行实验的尺寸，使上述数值与张力方向的尺寸成比例地进行评价。
在将仅在一个方向上确认有伸缩性的纤维构造体作为本发明的纤维构造体使用时，以使确认有伸缩性的方向朝向与旋转滚筒本体的旋转中心轴方向相接近的方向的方式来使用。更优选在垂直的2个方向上均能够确认到伸缩性的纤维构造体。
在本发明中，所谓纤维构造体，是指由天然纤维或化学纤维构成的织物、编织物、无纺布等布帛的总称。编织物大多情况下是本发明所说的具有伸缩性的纤维构造体。织物和无纺布大多没有伸缩性。可是，由具有伸缩性的弹力丝或含有弹力丝的丝条形成的织物和无纺布具有伸缩性，有时也可作为本发明所说的具有伸缩性的纤维构造体来使用。
在本发明中，所谓筒状的布帛，是指至少除了两端以外的内侧部分为筒状的布帛。若作为布帛以编织物为例，则作为筒状编织物，有将片状的编织物通过缝制或其他方法制成筒状的，或者用编织机编织成筒状的筒状编织物、即无缝的筒状编织物。
在本发明中，所谓外包体，是指将旋转滚筒本体的至少侧面大体覆盖包围的一个或两个或其以上的部件构成的构造物。
形成本发明中的纤维构造体的弹力丝按如下方式定义。纤维构造体中所用的丝条切断成120mm长，制成试件丝条。将所得到的试件丝条水平方向放置，在对试件丝条没有作用张力的状态下(无张力状态下)，将试件丝条的两端用老虎钳把持。此时，以没有用老虎钳把持的部分的长度为100mm的那样用老虎钳把持。在该状态下，使老虎钳在试件丝条的长度方向(张力方向)上以不影响结果的非常慢的速度移动，对试件丝条施加张力。其结果，试件丝条不破断地被延伸到110mm或其以上，且延伸到110mm后以1mm/秒的速度使老虎钳向张力方向的反方向移动而使作用在试件丝条上的张力释放，并再次返回无张力的状态，当在这种情况下没有用老虎钳把持部分的在施加张力的方向上的间隔复原到100mm～105mm的范围时，评价为该丝条为弹力丝。
另外，上述实验以在温度25℃、相对湿度40％的大气中进行为原则。但是，在滚筒的使用状态显然远离这种条件的情况下，可在使用状态下的温度、湿度及其他环境下进行。并且，在丝条不能切断成上述尺寸等不能适当地进行实验的情况下，可将其切断成能够进行实验的尺寸，使上述数值与张力方向的尺寸成比例地进行评价。
在本发明中，只要将由弹力丝构成的筒状编织物作为纤维构造体使用，即使将滚筒外周面的纤维构造体的在滚筒旋转中心轴方向上的长度最短的部分和最长的部分的长度差、即纤维构造体的扩幅量，设为较大，旋转所需的扭矩也可较小。因此，有时只靠与滚筒接触行走的膜状物的摩擦力，就能够使旋转滚筒本体旋转。在这种情况下，就不用耗费驱动设备等较大型的设备所需的高额费用或作业工时，能够更好地实现折皱抻平的效果。
在本发明中，由于将纤维构造体用作滚筒表面，因此可提高丝条种类的自由度。另外，纤维构造体的使用，除了膜状物的防皱纹效果外，与以往的橡胶的杆状体相比，还具有能够减少因时效劣化导致的摩擦系数变化的效果。结果，可长期维持大致同等的折皱抻平效果。
在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，作为膜状物的折皱抻平机构，使用具有伸缩性的纤维构造体。通过纤维构造体，在与其接触地行走的膜状物的宽度方向付与膜状物的折皱抻平作用。该折皱抻平作用由于是纤维构造体产生的，因此折皱抻平相当充分，而且基本不会使膜状物产生皱纹。
图1为本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒一形态的示意立体图。
图2为说明一般的塑料薄膜的制造工序的框图。
图3为将本发明的折皱抻平用滚筒作为压接滚筒使用时的薄膜卷取装置的示意的横剖视图。
图4为图1所示的本发明的折皱抻平用滚筒的纵剖视图。
图5为说明最大扩幅位置与膜状物包角的关系的横剖视图。
图6为说明纤维构造体的长度方向的伸缩性评价方法的俯视图。
图7为说明纤维构造体的宽度方向的伸缩性评价方法的俯视图。
图8为说明摩擦系数测定用试片的生成方法的俯视图。
图9为说明纤维构造体与滚筒壳体之间的摩擦系数测定方法的横剖视图。
图10为说明纤维构造体与成为折皱抻平对象的膜状物之间的摩擦系数测定方法的横剖视图。
图11为将纤维构造体的伸缩用于模型化的加速试验的试片的俯视图。
标号说明1 折皱抻平用滚筒 11 轴12旋转滚筒本体 13 外周面14纤维构造体 15 伸缩机构21片成形用管嘴 22 冷却鼓23薄膜 24 延伸装置25薄膜 26a、26b输送滚筒27卷取装置 28 薄膜卷(膜状物卷)29接滚筒 30 中间制品31薄膜 32a、32b输送滚筒33切割机 34 卷取装置35薄膜卷(膜状物卷) 36 接滚筒
37塑料薄膜38 薄膜卷(膜状物卷)41滚筒壳体42 环状部件43球轴承 44 聚酯薄膜(膜状物)45倾斜轴 46 球轴承47倾斜轴环支承部件51 最大扩幅位置52最大收缩位置53 膜状物61试片62a、62b两端部63a、63b 箭头64 箭头71试片72a、72b两端部73a、73b 箭头74 箭头81试片82a、82b孔83a、83b 固定板 84 试件91测定装置92 锤93弹簧秤 101 测定装置102 锤 103 弹簧秤104 试件具体实施方式
用本发明的一实施方式对本发明进行更详细说明。另外，本发明并不限于该实施方式。
本实施方式是与采用本发明的折皱抻平用滚筒的塑料薄膜卷的制造装置有关的，参照图1～图3进行说明。
图1为本发明的折皱抻平用滚筒的示意立体图。在图1中，折皱抻平用滚筒1具备由轴11支承着的旋转滚筒本体12；被覆在旋转滚筒本体12的外周面13上的纤维构造体14；使纤维构造体14沿旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向伸缩的伸缩机构15。此外，旋转滚筒本体12也可以相对于轴11被可自由旋转地支承，或者也可以被固定支承到轴11上、以轴11为旋转轴。无论哪一种情况下，在本实施方式中，轴11的中心轴均为旋转中心轴。
旋转滚筒本体12的外周面13和纤维构造体14，基本以相同的速度可旋转地接触。在图1所示的折皱抻平用滚筒1的下侧位置16，纤维构造体14由伸缩机构15拉伸，而在上侧位置17，纤维构造体14由伸缩机构15收缩。通过伸缩机构15，纤维构造体14在旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向上被伸缩，从而对与纤维构造体14相接触而移动的膜状物(未图示)付与宽度方向的张力。由此，防止了膜状物上的折皱的发生，或者抻平膜状物上产生的折皱。
作为纤维构造体14，使用由天然纤维或化学合成纤维构成的织物、编织物、无纺布等布帛中具有伸缩性的材料。平针组织、罗纹组织、双反面组织等的编织物，通过组织自身的变形来实现伸缩性。平纹组织、斜纹组织等的织物和无纺布大多缺乏伸缩性，但由弹力丝或含有弹力丝的丝条构成的织物和无纺布具有伸缩性。
纤维构造体14，以被覆在旋转滚筒本体12的外周面13上的状态、即筒状的状态形成折皱抻平用滚筒1。该筒状的纤维构造体14，是通过将一片或多片布帛的一边与其相对边彼此经粘接或缝制等接合而作成的。该筒状的纤维构造体14，被覆在旋转滚筒本体12和伸缩机构15上，纤维构造体14的两端部被固定在左右的伸缩机构15上。
筒状的纤维构造体14的布帛的接缝部分，有时会给膜状物品质或折皱抻平效果带来不良影响。此时最好使用无接缝即无缝的筒状布帛作为纤维构造体14。作为这样的纤维构造体，特别优选无缝的筒状编织物。
由聚酰胺、聚酯、丙烯腈系纤维等缺乏伸缩性的纤维构成的编织物，由于具有由组织自身的变形带来的伸缩性，因此可作为纤维构造体14使用。可是，因为由弹力丝或含有弹力丝的丝条构成的编织物，用较小的力就可以实现较大的变形，能够不必大幅度地增加旋转所需的扭矩地、更大地设定扩幅量，因此作为纤维构造体14更优选使用。另外，该编织物由于具有更大的柔软性，因此作为纤维构造体14更优选使用。
作为弹力丝，例如使用聚亚基丙二醇加工纱或聚氨基甲酸酯纤维。其中，最好使用伸缩、复原性优异的聚氨基甲酸酯纤维。因聚氨基甲酸酯纤维不耐磨，最好以单包芯花线、双包芯花线、包芯线等多层构造丝的形态使用。其中，最表层的包丝最好是由与所制造的膜状物的带电相性良好的材料(不易产生摩擦带电的材料)构成的丝。芯丝使用聚氨基甲酸酯纤维，包丝由很难与膜状物发生摩擦带电的材料构成的包芯花线，能够防止由带电的静电所导致的膜状物的缺陷。例如，在膜状物为聚酯薄膜时，作为包丝最好使用聚酯丝。
形成纤维构造体14的纤维的纤度，最好为30旦尼尔(33分特)～450旦尼尔(500分特)。按照本发明人的理解，使用较细的纤维很显然防止膜状物产生皱纹的效果要好。但是，使用较细纤维的纤维构造体14具有容易破损等强度方面的问题。若还考虑强度，则形成纤维构造体14的纤维的纤度，最好为100旦尼尔(111分特)～250旦尼尔(278分特)。使用前述的包芯花线时，最好芯丝为60旦尼尔(66分特)～200旦尼尔(222分特)，包丝为30旦尼尔(33分特)～100旦尼尔(111分特)。这种情况下，可兼顾丝线强度和防膜状物出皱纹的效果。
为了进一步提高折皱抻平效果，成为对象的膜状物与纤维构造体14之间的静摩擦系数越高越好。但是，若静摩擦系数过高，则膜状物就会成为受到超过需要以上的宽度方向的张力的状态，有时会导致膜状物产生皱纹。因此，根据本发明人的研究，静摩擦系数最好为0.3～0.7。
旋转滚筒本体12的外周面13的材质没有特别的限定。例如，可以为金属，也可以为树脂或橡胶。但是，为了使纤维构造体14在旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向上顺畅地伸缩，纤维构造体14与外周面13之间的静摩擦系数最好较低。通常，该静摩擦系数如果在0.4或其以下，则能够毫无问题地实现其目标功能。最好选择外周面13的材质、表面粗糙度使得静摩擦系数在此范围内。
纤维构造体14与滚筒外周面13间的静摩擦系数的测定，使用图8所示的试片，测定通过图9所示的测定装置进行。被覆在旋转滚筒本体12的外周面13上的纤维构造体14的旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向，被定义为纤维构造体14的长度方向。从纤维构造体14上，裁剪制作长350mm、宽50mm的试片81。试片81的长度方向与纤维构造体14的长度方向一致。在试片81的长度方向的两端部上，分别安装有固定板83a、83b，该固定板83a、83b具有可装设锤或弹簧秤的孔82a、82b。固定板83a、83b，以宽度方向均匀且不滑动的方式，通过例如螺栓紧固等，被安装在试片81上。装有这些固定板83a、83b的试片81，作为静摩擦系数测定用的试件84而被供给给测定装置。
测定装置91如图9所示。测定装置91包括被不能旋转地支承着的旋转滚筒本体12、锤92和弹簧秤93。静摩擦系数的测定为，将试件84卷绕在被支承为不能旋转的旋转滚筒本体12的外周面13上，并且在其圆周方向上跨过180°。在该试件84的一方的固定板83b的孔82b中挂设锤92。锤92的重量选定为，固定板83b的重量与锤92的重量合计为100g。在试件84的另一方的固定板83a的孔82a中挂设弹簧秤93。
通过把持弹簧秤93的下部、并向下方以不影响结果的足够慢的速度如箭头94所示的那样使其移动，从而来进行测定。试件84开始移动时的负载由弹簧秤93测定。依据下式(I)求出静摩擦系数。
μ＝In(T2/T1)φ(I)在此，μ为静摩擦系数，T1为由锤92产生的张力(在此为100gf(0.98N))，T2为由弹簧秤93测定的负载，φ为试件84的卷绕角度(在此为πrad)，In为自然对数。另外，测定是按照将旋转滚筒本体12的外周面的周长分为6份的每一个长度，在除了旋转滚筒本体12的旋转中心轴两端的5个部位进行的。负载T2为各测定获得的负载的平均值。
被安装在旋转滚筒本体12上状态下的纤维构造体14与膜状物之间的静摩擦系数的测定，也以与上述纤维构造体14与旋转滚筒本体12的外周面13间的静摩擦系数的测定相类似的方法进行。代替前述试件84中的由纤维构造体14构成的试片81，从在膜状物的输送工序中与纤维构造体14相接触的膜状物上，制成与图8的试件84相同的试件104。
测定装置101如图10所示。测定装置101，包括被不能旋转地支承着的旋转滚筒本体12、被覆该旋转滚筒本体12的外周面13地被装设的纤维构造体14、锤102和弹簧秤103构成。纤维构造体14，在图10中，以最大扩幅位置位于旋转滚筒本体12的垂直方向上方的方式安装到旋转滚筒本体12上。
在图10中，测定是通过卷绕在纤维构造体14上的试件104进行的。试件104的对纤维构造体14的卷绕角度以及其以后的测定顺序，是与利用图9所说明的上述卷绕角度和测定顺序相同的。另外，使用的膜状物不明确时，使用厚度30μm的聚酯薄膜。具体而言，使用厚度为30μm的东丽(株)制聚酯薄膜“ルミラ一”S10型。
在以上的静摩擦系数的测定说明中，如图8所示，使用了长度为350mm的试片81，但在旋转滚筒本体12的直径超过150mm等情况下，在用该长度很难测定时，可将长度适当变更。此外，试片81的重量相对较重时，可以修正锤92的重量达到能够无视其影响的程度。上述静摩擦系数的测定是以在温度25℃、相对湿度40％的大气中进行为原则的。但是，在旋转滚筒本体12的工序中使用的状态很显然远离该条件的情况下，上述静摩擦系数的测定可在旋转滚筒本体12的使用状态下的温度、湿度及其他环境下进行。
伸缩机构15，只要是能够使纤维构造体14沿旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向伸缩的构造，无论什么样的机构都可以。例如，可以由下述机构构成的伸缩机构，所述机构为，在圆周轨道上设有多个驱动器，该驱动器把持纤维构造体14的两端，一边与膜状物输送速度同步旋转一边使纤维构造体14在旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向上伸缩的机构。此外，还可以是由配设在旋转中心轴方向的两外侧的、围绕相对于旋转中心轴倾斜的旋转轴旋转自如的倾斜轴环构成的伸缩机构。从构造简单、无需动力或采用微小动力即可、容易获得同步旋转等的角度考虑，作为伸缩机构最好使用倾斜轴环方式。
倾斜轴环的倾斜角最好是可任意变更其设定。通过这样地构成，能够与作为折皱抻平对象的膜状物的厚度或宽度、张力相应地变更倾斜角，能够适当地调整折皱抻平效果。
在本发明中，使用了与膜状物接触的纤维构造体14。该纤维构造体14因其表面具有伸缩性，因此与膜状物的接触柔软，当在工序过程中存在异物的情况下，可防止异物强硬地推压膜状物，不易产生对膜状物表面的损伤。纤维构造体14，容易选定为与其他机构相比轻质、且相对于膜状物具有适度摩擦。此时，旋转所需的扭矩小，不易与膜状物产生速度差，因此很少会因滑动而对膜状物的表面造成损伤。纤维构造体14一般地具有通气性。因此，即使在塑料薄膜等的膜状物与滚筒之间进入空气，其也不会停留在此处，易于排出。因此，可维持膜状物与纤维构造体14的高密着性，可在两者间稳定地维持均匀且适度的摩擦。根据这种特性，作为塑料薄膜制造的卷取工序中使用的输送滚筒，在使用本发明的折皱抻平用滚筒时，有时在输送滚筒上就不再需要以往设计的空气逃逸用的槽。
图5为说明折皱抻平用滚筒1中的纤维构造体14的最大扩幅位置与膜状物53的对纤维构造体14的包角的关系的说明图。在图5中，最大扩幅位置51，是通过伸缩机构15使纤维构造体14最大限度地伸展的旋转方向上的位置，最大收缩位置52，是通过伸缩机构15使纤维构造体14最大限度地收缩的旋转方向上的位置。膜状物53的包角θ最好在30°或其以上。为了更好地体现折皱抻平效果，包角θ更优选为120°或其以上、扩幅角度β或其以下。在此，扩幅角度β为，在垂直于旋转轴的平面中，旋转中心轴、最大扩幅位置51和最大收缩位置52所成的角度。在伸缩机构15使用倾斜轴环的方式下，宽度角度β通常为180°，在伸缩机构15使用驱动器的方式下，宽度角度β通常可设为任意的角度。安装角度α为，在垂直于旋转中心轴的平面中，旋转中心轴、最大宽度扩幅位置51和膜状物53离开纤维构造体14的点所成的角度。为了避免暂时被扩幅的膜状物53收缩，安装角度α优选在0°或其以上，但只要在-45°或其以上，实用上大多都没有问题。
本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒，由于防止膜状物发生皱纹的效果较好，因此最好在对皱纹品质要求严格的膜状物、例如光学用途的塑料薄膜的制造装置上使用。
图2为一般的塑料薄膜的制造工序的示意图。热塑性树脂的熔融聚合物，被从片成形用管嘴21连续地挤出成片状。挤出的熔融片与冷却鼓22接触，成为冷却固化的薄膜23。薄膜23被连续地导入延伸装置24中。薄膜23在延伸装置24中在长度方向和宽度方向上被延伸。延伸后的薄膜25通过输送滚筒26a、26b被向卷取装置27输送，在卷取装置27中，被卷取成卷状。卷取成卷状的薄膜形成薄膜卷(膜状物卷)28。在卷取装置27中，为了良好地形成薄膜卷28，装备有相对于形成中的薄膜卷28以规定的压力接触的旋转触压滚筒29。
所制造的薄膜卷28，也有时以该状态作为制品出厂，但在所制造的薄膜卷28的宽度较长时，通常作为中间制品30而被提供给切割工序。
在切割工序中，从中间制品30上连续拉出的薄膜31，由输送滚筒32a、32b输送至切割机33。在切割机33中，薄膜31被切割成规定的宽度，成为多个薄膜。多个薄膜分别由各自的卷取装置34卷取，形成作为最终制品的薄膜卷(膜状物卷)35。在卷取装置34中，为了良好地形成薄膜卷35，装备有相对于形成中的薄膜卷35以规定的压力接触的旋转触压滚筒36。
作为图2所示的薄膜卷的制造工序中的输送滚筒26a、26b、32a、32b，根据需要可使用本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒。此外，作为旋转触压滚筒29、36，根据需要也可使用本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒。
薄膜卷28或薄膜卷35，有时被提供给在真空蒸镀装置等的减压氛围气体中接受规定的处理的工序。在该工序中，从薄膜卷28、35拉出的薄膜由输送滚筒输送，在接受了规定的处理后被卷取。在该工序中，有时必须进行薄膜的折皱抻平。在该工序中，例如，在采用由弯曲型的扩张滚筒构成的以往的折皱抻平机构时，进入滚筒表面与薄膜之间的伴随气流的影响与大气中的情况相比非常小。此时，滚筒与薄膜间的摩擦系数变大。为了防止该摩擦系数增大引起薄膜上生成皱纹，需要精密地调整滚筒的旋转速度。另外，由于在薄膜的宽度方向容易发生过剩的张力，由此薄膜容易受损。
与此相对，在作为被置于减压的氛围气中的工序中的折皱抻平机构，使用本发明的折皱抻平用滚筒时，由于纤维构造体的伸缩性或柔软性，微小的速度差被吸收，不易生成相对速度差，并且薄膜宽度方向上产生的过剩的张力会由纤维构造体的微小变形吸收，因此不会发生上述的以往的折皱抻平机构中的不良情况。
图3为将本发明的折皱抻平用滚筒作为压接滚筒使用时的薄膜卷取装置的横剖视图。在将输送来的塑料薄膜37作为薄膜卷(膜状物卷)38卷取成卷状之际，将由旋转滚筒本体12、被覆在旋转滚筒本体12的外周面13上的纤维构造体14和伸缩机构15构成的本发明的膜状物折皱抻平用滚筒1压接在薄膜卷38上，形成薄膜卷38。
在图2所示的塑料薄膜的制造工序中，对于在卷取装置27或卷取装置34上装有压接滚筒29或触压滚筒36，一边由压接滚筒29、36给薄膜卷28、35付与接触压力，一边卷取薄膜25、31的薄膜卷取装置，通过将图3所示的本发明的膜状物折皱抻平用滚筒应用于压接滚筒29、36，能够缩短折皱被抻平了的薄膜的不被把持地行走的自由路径的长度。因此，可防止折皱抻平的薄膜再次发生松弛，由此可防止薄膜再次生折皱。
实施例1制作图1所示的本发明的膜状物折皱抻平用滚筒1。详细的构造如图4所示。图4为本发明的折皱抻平用滚筒1的一例的纵剖视图。
旋转滚筒本体12具备长度1m、外径80mm的碳纤维强化塑料制滚筒壳体41；安装在壳体41内侧的两端的支承壳体41的环状部件42；安装在环状部件42的内侧的球轴承43；和安装着球轴承43的金属制的固定轴11。从防污染和提高易滑性的观点出发，滚筒壳体41的表面用以氨酯类树脂为基础的涂料涂装。
使用将70旦尼尔(78分特)的聚氨酯丝用作芯丝、将75旦尼尔(83分特)的聚酯丝用作包丝的单包芯花线的弹力丝(オペロンテツクス(株)制“LYCRA”SCY S775D)，制成编织成筒状的无缝的圆筒形编织坯布。编织构造采用罗纹组织。圆筒形编织坯布的单位面积的重量为125g/m2。为了进一步提高伸缩性，将圆筒形编织坯布在100℃的热水中热处理30分钟。将这样所制作的圆筒形编织坯布(以下，称作实施例1的圆筒形编织坯布)作为纤维构造体14使用。拉伸纤维构造体14的两端，在施加150N的张力的状态下，安装到滚筒壳体41的外周面13上。
为了测定纤维构造体14的长度方向的伸缩性，从上述的经过热处理的圆筒形编织坯布中，通过裁剪制成3块长120mm、宽100mm的试片。试片61的俯视图如图6所示。将试片61在沿着宽度方向的两端部62a、62b用老虎钳把持，向箭头63a、63b所示的方向施加张力，进行针对长度方向(箭头64所示的方向)的前述的伸缩性评价。对于所有的试片61，确认到张力释放后的尺寸复原到102mm～104mm，具有伸缩性。
为了测定纤维构造体14的宽度方向的伸缩性，从上述的经过热处理后的圆筒形编织坯布中，通过裁剪制作3块长80mm、宽100mm的试片。试片71的俯视图如图7所示。将试片71在沿着长度方向的两端部72a、72b用老虎钳把持，向箭头73a、73b所示的方向施加张力，进行针对宽度方向(箭头74所示的方向)的前述的伸缩性评价。在该评价试验中，对水平设置的试片71，将长度方向的2边以在宽度方向上空开80mm的间隔的方式、遍布整个宽度地分别用老虎钳均匀地把持，在箭头73a、73b所示的宽度方向上施加张力，伸展为88mm后，测定在以1mm/秒的速度收缩时，恢复到多少长度，这样的测定每一块测定一次，这样对所准备的3块试片71进行测定评价。对所有的试片71，确认到张力释放后的尺寸复原到102mm～104mm，具有伸缩性。
纤维构造体14与滚筒壳体41的表面间的静摩擦系数、以及纤维构造体14与聚酯薄膜(膜状物)44间的静摩擦系数，采用在上述利用图8～图10所说明的方法进行测定。试片，从东丽(株)制聚酯薄膜“ルミラ一”C21型、厚度3μm的薄膜中，通过裁剪，作为上述两者的静摩擦系数测定用途，分别准备3块。对3块试片测定纤维构造体14与滚筒壳体41的表面间的静摩擦系数的结果为0.15～0.24。对3块试片测定纤维构造体14与聚酯薄膜44间的静摩擦系数的结果为0.43～0.52。确认到这些值进入了上述的较佳值的范围。
伸缩机构15包括具有相对于旋转滚筒本体12的旋转中心轴倾斜的旋转中心轴的环状倾斜轴环45；安装在倾斜轴环45的内侧的球轴承46；和在外周上安装着球轴承46、内周被固定在轴11上的倾斜轴环支承部件47。倾斜轴环45，在旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向的外侧，距离旋转滚筒本体12的端部隔开25mm间隙，通过球轴承46和倾斜轴环支承部件47而被安装在轴11上。该间隙是指倾斜轴环45的最接近滚筒壳体41端部的位置与滚筒壳体41的端部之间的距离。
被覆在旋转滚筒本体12上的纤维构造体14的两端部，分别通过左右的倾斜轴环45把持。制作成倾斜轴环45的旋转中心轴相对旋转滚筒本体12的旋转中心轴的倾斜角度(以下称作倾斜轴环的倾斜角度)可阶段性地调节的构造。在本实施例中，倾斜轴环的倾斜角度为15°。
在此所制成的膜状物的折皱抻平用滚筒1，作为设置在被双轴延伸过的聚酯薄膜的切割工序中的卷取装置34的压接滚筒36紧前方的折皱抻平用滚筒(未图示)而被使用。所使用的折皱抻平用滚筒1为不旋转驱动轴11的形式、即自由滚筒的形式。
经过双轴延伸后的聚酯薄膜31，在与纤维构造体14接触地被输送时，纤维构造体14、倾斜轴环45和旋转滚筒本体12(滚筒壳体41)大致同步地从动旋转。通过其旋转，纤维构造体14沿旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向伸缩。通过该伸缩，对聚酯薄膜31付与宽度方向的张力。以薄膜31的包角θ成为140°的方式构成薄膜通道，安装角度α为0°，扩幅角度β为180°。
利用这样构成的切割工序，实施厚度3μm、宽度600mm的双轴延伸过的聚酯薄膜(东丽(株)制聚酯薄膜“ルミラ一”C21型)的卷取试验。
试验方法为，将厚度0.2mm的带贴附在切割工序的输送滚筒32a、32b上，通过局部地设有台阶使薄膜31产生折皱，以卷取张力30N/m、卷取速度200mm/min的条件进行卷取，比较本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒适用前后的薄膜卷35上的折皱发生状况。
试验的结果确认到，在没有使用折皱抻平用滚筒的情况下，由输送滚筒32a、32b产生的折皱被直接卷取到薄膜卷35中，但在使用了本实施例的折皱抻平用滚筒的情况下，以在输送滚筒32a、32b上产生的折皱被除去了的状态形成了薄膜卷35。另外，还确认到薄膜卷35的薄膜上无皱纹发生。
实施例2
与实施例1同样地，制作图1所示的本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒1。详细的构造与实施例1同样，如图4所示。
在与实施例1同样的滚筒壳体41的表面的涂装下，在长期使用后，在与纤维构造体14滑动接触的滚筒壳体41的两端部分确认到有涂膜的磨损，因此，在本实施例中，将滚筒壳体41的表面的涂装变更为镀硬铬。镀硬铬与实施例1的涂装相比耐磨性高，能够更长期地维持防污染效果和易滑性。
使用将140旦尼尔(156分特)的聚氨酯丝用作芯丝、将75旦尼尔(83分特)的聚酯丝用作包丝的单包芯花线的弹力丝(オペロソテツクス(株)制“LYCRA”SCY S1475D)，制成编织成筒状的无缝的圆筒形编织坯布。编织构造采用罗纹组织。圆筒形编织坯布的单位面积的重量为130g/m2。为了进一步提高伸缩性，将圆筒形编织坯布用100℃的热水热处理30分钟。将这样制作的圆筒形编织坯布(以下，称作实施例2的圆筒形编织坯布)作为纤维构造体14使用。在拉伸纤维构造体14的两端、施加210N的张力状态下，安装到滚筒壳体41的外周面13上。
实施例2的圆筒形编织坯布，在将安装到滚筒上的纤维构造体的伸缩模型化的加速试验中，直到纤维破断为止的反复伸缩次数与实施例1的坯布相比约为4倍。也就是说，直到确认到1个纤维破断点为止的反复次数，在实施例1的圆筒形编织坯布中约为15000次，而在实施例2的圆筒形编织坯布中约为60000次。这意味着实施例2的圆筒形编织坯布与实施例1的圆筒形编织坯布相比使用寿命长。
该加速试验按如下方法进行。以圆筒形编织坯布的纵长方向为长度方向，以圆周方向为宽度方向，在无张力状态下，切出宽度20mm、长度70mm的试片。接着，如图11所示，牢牢地把持着试片111的在长度方向的两端部的长10mm和宽度方向的中央部的宽10mm的正方形112a、112b的范围，固定试片111一方的侧端部，使试片111的另一方的侧端部以10Hz的频率往复振动。振动的行程范围设定为两端固定部分的间隔为50mm～190mm的范围。即，在张力为0的自然长度的1倍～3.8倍的范围内使其伸缩。另外，在安装到本实施例的膜状物的折皱抻平用滚筒1上的纤维构造体14中，在2.0倍～2.3倍的范围内伸缩。
将在此所制成的膜状物的折皱抻平用滚筒1，作为设置在经过双轴延伸后的聚酯薄膜的切割工序中的卷取装置34的压接滚筒36紧前方的折皱抻平用滚筒(未图示)来使用。所使用的折皱抻平用滚筒1为不旋转驱动轴11的形式、即自由滚筒的形式。以薄膜31的包角θ成为140°的方式构成薄膜通道，安装角度α为0°，扩幅角度β为180°。倾斜轴环45的倾斜角度为15°。
使用这样构成的切割工序，与实施例1的场合同样地，实施厚度3μm、宽度600mm的经过双轴延伸后的聚酯薄膜(东丽(株)制聚酯薄膜“ルミラ一”C21型)的卷取试验。
试验的结果确认到，在没有使用折皱抻平用滚筒的情况下，由输送滚筒32a、32b产生的折皱被直接卷取到薄膜卷35中，但在使用了本实施例的折皱抻平用滚筒的情况下，以在输送滚筒32a、32b上产生的折皱被除去的状态形成了薄膜卷35。另外，还确认薄膜卷35的薄膜上无皱纹发生。
实施例3将与实施例1相同构成的膜状物的折皱抻平用滚筒1作为设置在经过双轴延伸后的聚酯薄膜的切割工序中的卷取装置34的压接滚筒36紧前方的折皱抻平用滚筒(未图示)来使用。所使用的折皱抻平用滚筒1为不旋转驱动轴11的形式、即自由滚筒的形式。以薄膜31的包角θ成为140°的方式构成薄膜通道，安装角度α为0°，扩幅角度β为180°。倾斜轴环45的倾斜角度为8°。
使用这样构成的切割工序，与实施例1的场合同样地，实施厚度3μm、宽度600mm的双轴延伸后的聚酯薄膜(东丽(株)制聚丙烯薄膜“トレファソ”#2172型)的卷取试验。
试验的结果确认到，在没有使用折皱抻平用滚筒的情况下，由输送滚筒32a、32b产生的折皱被直接卷取到薄膜卷35中，但在使用了本实施例的折皱抻平用滚筒的情况下，以在输送滚筒32a、32b上产生的折皱被除去了的状态形成薄膜卷35。另外，还确认到薄膜卷35的薄膜上无皱纹发生。
实施例4与实施例1同样地，制作图1所示的本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒1。详细的构造与实施例1同样，如图4所示。旋转滚筒本体12包括长度为2800mm、外径为110mm的碳纤维强化塑料制滚筒壳体41；安装在壳体41内侧的两端的支承壳体41的环状部件42；安装在环状部件42内侧的球轴承43；安装着该球轴承43的金属制的固定轴11。从提高表面的耐磨性、提高易滑性和防污染的观点出发，滚筒壳体41的表面实施镀硬铬。
纤维构造体14使用实施例1中所用的纤维构造体。将纤维构造体14的两端以150N的张力拉伸，安装到滚筒壳体41的外周面13上。
作为伸缩机构15，使用与实施例1相同的倾斜轴环45。倾斜轴环45，在旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向的外侧，距离旋转滚筒本体12的端部间隔25mm的间隙，通过球轴承46和倾斜轴环支承部件47而被安装在轴11上。该间隙是指倾斜轴环45的最接近滚筒壳体41端部的位置与滚筒壳体41的端部之间的距离。
被覆在旋转滚筒本体12上的纤维构造体14的两端部，分别通过左右的倾斜轴环45把持。制作成倾斜轴环45的旋转中心轴相对旋转滚筒本体12的旋转中心轴的倾斜角度(以下称作倾斜轴环的倾斜角度)可阶段性地调节的构造。在本实施例中，倾斜轴环的倾斜角度为15°。
在这样构成的膜状物的折皱抻平用滚筒1中，由两端的伸缩机构15赋予的纤维构造体14的变位，不会影响到纤维构造体14的全体，只不过仅使纤维构造体14的两端部的700mm左右的范围内伸缩，但实验的结果确认到中央部也有折皱抻平效果。即表明，即便不使中央部伸缩，只要能够将膜状物在其两端部充分地牵引伸展，就能够获得所希望的折皱抻平效果。
将这样构成的膜状物的折皱抻平用滚筒1，作为设置在经过双轴延伸后的聚酯薄膜的切割工序中的卷取装置27的压接滚筒29紧前方的折皱抻平用滚筒(未图示)来使用。所使用的折皱抻平用滚筒1为不旋转驱动轴11的形式、即自由滚筒的形式。
经过双轴延伸后的聚酯薄膜25在与纤维构造体14接触地被输送时，纤维构造体14、倾斜轴环45和旋转滚筒本体12(滚筒壳体41)大致同步地从动旋转。通过其旋转，纤维构造体14在旋转滚筒本体12的旋转中心轴方向上伸缩。通过该伸缩，对经过双轴延伸后的聚酯薄膜25付与宽度方向的张力。以薄膜25的包角θ成为120°的方式构成薄膜通道，安装角度α为0°，扩幅角度β为180°。
使用这样构成薄膜的切割工序，实施厚度3μm、宽度600mm的经过双轴延伸后的聚酯薄膜(东丽(株)制聚酯薄膜“ルミラ一”C10型)的卷取试验。作为卷取条件，采用卷取张力30N/m，卷取速度200m/min。
在没有使用本实施例的折皱抻平用滚筒1的情况下，产生折皱而成为不合格的薄膜卷28的发生率为30％左右。在使用了本实施例的折皱抻平用滚筒的情况下，折皱所致的不合格率为0％。另外，还确认到在薄膜卷28的薄膜上无皱纹发生。
产业上的可利用性在本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒中，作为膜状物的折皱抻平机构，使用了具有伸缩性的纤维构造体。通过纤维构造体，对与其接触行走的膜状物的宽度方向付与膜状物的折皱抻平作用。该折皱抻平作用，由于是纤维构造体引起的，因此折皱抻平是充分的，而且基本上不会在膜状物上产生皱纹。因此，本发明的膜状物的折皱抻平用滚筒，最好作为塑料薄膜的制造工序中的折皱抻平用滚筒来使用。尤其是作为在不能产生皱纹的膜状物、例如光学用途的塑料薄膜的制造工序中所使用的折皱抻平用滚筒，是最适用的。
权利要求
1.一种膜状物的折皱抻平用滚筒，具有旋转滚筒本体，被覆在该旋转滚筒本体的外周面上、具有伸缩性的纤维构造体，和使该纤维构造体在所述旋转滚筒本体的旋转中心轴方向上伸缩的伸缩机构。
2.如权利要求1所述的膜状物的折皱抻平用滚筒，所述纤维构造体为筒状的布帛。
3.如权利要求2所述的膜状物的折皱抻平用滚筒，所述筒状的布帛为无缝的。
4.如权利要求2所述的膜状物的折皱抻平用滚筒，所述筒状的布帛由弹力丝或含弹力丝的丝条构成。
5.如权利要求2所述的膜状物的折皱抻平用滚筒，所述筒状的布帛为编织物。
6.如权利要求5所述的膜状物的折皱抻平用滚筒，所述编织物由弹力丝或含弹力丝的丝条构成。
7.如权利要求5所述的膜状物的折皱抻平用滚筒，所述编织物为无缝的。
8.如权利要求1所述的膜状物的折皱抻平用滚筒，所述伸缩机构由配设在所述旋转滚筒本体的旋转中心轴方向两外侧、围绕相对于该旋转中心轴倾斜的旋转中心轴可自由旋转的倾斜轴环构成，所述纤维构造体的端部被把持在该倾斜轴环上，由所述纤维构造体和所述倾斜轴环形成包围所述旋转滚筒本体的外包体。
9.如权利要求8所述的膜状物的折皱抻平用滚筒，所述纤维构造体与所述膜状物间的静摩擦系数为0.3～0.7，所述纤维构造体与所述旋转滚筒本体间的静摩擦系数在0.4或其以下。
10.一种膜状物卷的制造装置，该膜状物卷的制造装置包括连续地供给膜状物的膜状物供给装置、输送从该供给装置连续地供给的膜状物的膜状物输送装置、和将由该输送装置连续地输送的膜状物连续地卷取成卷筒形态的膜状物卷取装置，在这样的膜状物卷的制造装置中，至少在所述输送装置的至少1个部位，配设权利要求1所述的膜状物的折皱抻平用滚筒。
11.如权利要求10所述的膜状物卷的制造装置，所述膜状物的折皱抻平用滚筒，被配置为能够压接在在所述膜状物卷取装置中形成的膜状物卷的表面上。
12.一种膜状物卷的制造方法，该膜状物卷的制造方法包括连续地供给膜状物的膜状物供给工序；连续地输送由该供给工序连续地供给的膜状物的膜状物输送工序；和将由该输送工序连续地输送的膜状物连续地卷取成卷筒形态的膜状物卷取工序，在这样的膜状物卷的制造方法中，至少在所述膜状物输送工序的至少1个部位设置权利要求1所述的膜状物的折皱抻平用滚筒。
13.如权利要求12所述的膜状物卷的制造方法，其特征在于，所述膜状物为聚酯薄膜。
全文摘要
一种由旋转滚筒本体、被覆在该旋转滚筒本体的外周面上且具有伸缩性的纤维构造体、和使该纤维构造体在所述旋转滚筒本体的旋转中心轴方向上伸缩的伸缩机构构成的膜状物的折皱抻平用滚筒。
文档编号B65H23/025GK1874945SQ200480032090
公开日2006年12月6日 申请日期2004年10月19日 优先权日2003年10月28日
发明者川下守, 木村雅喜, 林敏洋, 久下慎太郎 申请人:东丽株式会社