用于减少幅材上的静电的减少静电的辊和方法
【专利说明】用于减少幅材上的静电的减少静电的辊和方法
【背景技术】
[0001] 为了提高所用方法能够达到的加工效率和能力，许多产品通常是以连续卷材形式 制造的。术语"幅材"在本文中用来描述以连续的柔性条带形式制造或加工的薄材料。示 例性的例子包括薄塑料、纸张、纺织物、金属以及此类材料的复合物。
[0002] 此类操作通常需要使用一个或多个辊，在很多情况下需要更多个辊（有时称为滚 筒），在加工过程中可以通过一系列处理、制造步骤等围绕这些辊输送幅材。辊可用于多个 目的，包括（例如）旋转幅材的方向、向辊隙工位中的幅材施加压力、将幅材定位成通过涂 布和其他处理工位行进、将多个幅材定位成便于层合、拉伸幅材等。此类操作中使用的辊由 多种材料制成，材料的选择很大程度上取决于处理的幅材、操作参数（例如速度、温度、湿 度、张力等）。用于制造辊的材料或其表面上覆盖的材料的某些示例性例子包括橡胶、塑料、 金属（例如铝、钢、钨等）、泡沫、毡、针织织物和织造织物。具体的辊可以被构造为自由滚动 的、动力的（与幅材行进方向相同或相反，与幅材行进速度相同或不同等）等，这取决于所 需的张力参数。
[0003] 在膜加工期间与任何辊接触时，聚合物膜的表面上可能产生静电。需要用于可靠 地减少聚合物膜上产生的静电的设备和技术。
【发明内容】
[0004] 本发明描述了减少静电的毛圈辊、包括该减少静电的毛圈辊的设备，以及用于在 加工期间中和来自聚合物膜表面的静电和静电图案的技术，以使幅材传送期间的较高速度 和较少缺陷成为可能。所述减少静电的毛圈辊包括减少静电的接合覆盖物，该减少静电的 接合覆盖物具有弹性并且能够在与带电幅材接触之前、期间和之后促使静电从幅材向接地 排放。在一个方面，本发明提供减少静电的辊，其包括辊，该辊具有低导电性主表面、中心轴 线和两端；以及减少静电的接合覆盖物，该减少静电的接合覆盖物具有内表面和外表面，该 内表面与所述辊的主表面相邻。该减少静电的接合覆盖物包括弹性接合表面；和导电纤维， 其中所述导电纤维设置在整个弹性接合表面上，使得所述导电纤维的一部分邻近所述外表 面。
[0005] 在另一方面，本发明提供用于减少幅材上的静电的设备，该设备包括减少静电的 辊。该减少静电的辊包括辊，该辊具有低导电性主表面、中心轴线和两端；以及减少静电的 接合覆盖物，该减少静电的接合覆盖物具有内表面和外表面，该内表面与所述辊的主表面 相邻。该减少静电的接合覆盖物包括弹性接合表面；和导电纤维，其中所述导电纤维设置在 整个弹性接合表面上，使得所述导电纤维的一部分邻近所述外表面。该减少静电的辊能够 围绕中心轴线旋转。该设备还包括导电辊，该导电辊与减少静电的接合覆盖物的外表面接 合接触并且与电接地电接触，其中在将幅材材料沿垂直于中心轴线的顺维方向输送时，幅 材材料的第一主表面在第一区域中接触基本上平行于中心轴线的所述减少静电的辊，并且 该导电辊在与所述第一区域分开的第二区域中接触所述减少静电的辊。在又一方面，本发 明提供用于减少幅材上的静电的方法，该方法包括提供用于移除幅材上的静电的设备；将 幅材材料沿垂直于中心轴线的顺维方向输送；以及使移动的幅材材料与所述减少静电的辊 的弹性接合表面接触，从而将静电荷从幅材材料移除并将该静电荷向电接地排放。在又一 方面，本发明提供用于减少幅材上的静电的方法，该方法还包括在使移动的幅材材料与弹 性接合表面接触之前利用电晕放电为幅材材料充电。
[0006] 在又一方面，本发明提供用于减少幅材上的静电的设备，该设备包括第一减少静 电的辊和第二减少静电的辊。该第一减少静电的辊和该第二减少静电的辊各自包括辊，该 辊具有低导电性主表面、中心轴线和两端；以及减少静电的接合覆盖物，该减少静电的接合 覆盖物具有内表面和外表面，该内表面与所述辊的主表面相邻。该减少静电的接合覆盖物 包括弹性接合表面；和导电纤维，其中所述导电纤维设置在整个弹性接合表面上，使得所述 导电纤维的一部分邻近所述外表面。该第一减少静电的辊和该第二减少静电的辊各自能够 围绕中心轴线旋转。该设备还包括第一导电辊和第二导电辊，该第一导电辊和该第二导电 辊与减少静电的接合覆盖物中的每一个的外表面接合接触并且与电接地电接触，其中在将 幅材材料沿垂直于中心轴线的顺维方向输送时，幅材材料的第一主表面在第一区域中接触 基本上平行于中心轴线的所述第一减少静电的辊，并且所述导电辊在与所述第一区域分开 的第二区域中接触所述减少静电的辊。另外，在将幅材材料沿垂直于中心轴线的顺维方向 输送时，幅材材料的第二主表面在第三区域中接触基本上平行于中心轴线的所述第二减少 静电的辊，并且所述第二导电辊在与所述第三区域分开的第四区域中接触所述第二减少静 电的辊。在又一方面，本发明提供用于减少幅材上的静电的方法，该方法包括提供用于移除 幅材上的静电的设备；将幅材材料沿垂直于中心轴线的顺维方向输送；以及使移动的幅材 材料与所述减少静电的辊的弹性接合表面接触，从而将静电荷从幅材材料移除并将该静电 荷向电接地排放。在又一方面，本发明提供用于减少幅材上的静电的方法，还包括在使移动 的幅材材料与弹性接合表面接触之前利用电晕放电为幅材材料充电。
[0007] 上述
【发明内容】
并非意图描述本发明的每个所公开实施例或每种实施方式。以下附 图和【具体实施方式】更具体地举例说明了示例性实施例。
【附图说明】
[0008] 整个说明书参考附图，在附图中，类似的附图标号表示类似的元件，并且其中：
[0009] 图1示出减少静电的辊的示意性透视图；
[0010] 图2示出减少静电的辊的横截面侧视图；
[0011] 图3A示出减少静电的辊的横截面端视图；
[0012] 图3B示出图3A的减少静电的辊的放大视图；
[0013] 图3C示出图3A和图3B的减少静电的接合覆盖物导电部分的放大视图；
[0014] 图4示出减少静电的设备的示意图；并且
[0015] 图5A-图5C示出减少静电的辊的导电图案的实施例。
[0016] 附图未必按比例绘制。附图中使用的类似标号是指类似组件。然而，应当理解，使 用标号来指代给定附图中的组件并非意图限制在另一附图中以相同标号标记的组件。
【具体实施方式】
[0017] 在聚合物膜制造、膜传送以及膜涂布和处理过程（包括电晕处理）期间会产生静 电是已知的。静电图案是膜表面上的即便在用现成的静电中和装置处理后也可能存留的静 电电荷。因为这些静电图案的存在，聚合物膜中可能出现缺陷，包括对碎肩的亲和力增大、 涂层缺陷特别是非极性溶剂配方中的涂层缺陷，以及液体涂层流动畸变。在一个方面，本发 明描述了减少静电的毛圈辊、包括该减少静电的毛圈辊的设备、以及在加工期间中和来自 聚合物膜表面的静电图案的技术，以使幅材传送期间的较高速度和较少缺陷成为可能。所 述减少静电的毛圈辊包括减少静电的接合覆盖物，该减少静电的接合覆盖物具有弹性并且 能够在与带电幅材接触之前、期间和之后促使静电从幅材向接地排放。
[0018] 本发明所公开的减少静电的辊可以消除塑料膜或聚合物膜的表面静电，并且有可 能被安装在几乎每一条膜生产线上。本发明所公开的减少静电的辊还可以被安装在当前 可用的减少静电的系统无法轻易安装的区域中，诸如在针对旋转的卷绕器和退绕器的应用 中。另外，本发明所公开的减少静电的辊无需维护，并且能够以较之当前可用的减少静电的 系统低的成本进行更换。可以将该设备放置或安装在紧邻基于溶剂的涂布装备处，以控制 表面静电所致的爆炸危害。
[0019] 以下术语作为具有指示的含义在本文中使用；其他术语在说明书中的别处定义。
[0020] "输送"用来指幅材从第一位置移动至第二位置，其中幅材通过与辊接合接触进行 传送。
[0021] "接合接触"用来指幅材与辊之间的接触，使得幅材在输送时与辊的减少静电的接 合覆盖物接合，从而响应于与幅材的接触而压缩所述覆盖物。
[0022] "接合表面"是减少静电的接合覆盖物的径向向外部分，当幅材输送时它直接与幅 材接触。
[0023] "接合区"是在特定时刻直接与幅材接触的接合表面部分。
[0024] "弹性"用来指变形或压缩并随后恢复先前的形状或蓬松度的能力。
[0025] "幅材"是指柔性的细长带状物，或在一个方向上连续的材料片。
[0026] 在以下说明中参考附图，附图形成说明的一部分并且通过举例说明的方式示出。 应当理解，在不脱离本发明的范围或实质的情况下，可以设想其他实施例，并且可以实现这 些实施例。因此，以下的【具体实施方式】不应被理解成具有限制性意义。
[0027] 除非另外指明，否则在所有情况下，说明书和权利要求书中用来表述特征尺寸、数 量和物理特性的所有数字均应理解为由术语"约"来修饰。因此，除非有相反的指示，否则 上述说明书和所附权利要求书中提出的数值参数均为近似值，并且根据本领域的技术人员 利用本文所公开的教导内容而获得的所需特性，这些近似值可有所不同。
[0028] 除非内容另外明确指出，否则如本说明书和所附权利要求中所使用的单数形式 "一种"、"该"和"所述"均涵盖了具有多个指代对象的实施例。除非内容另外明确指出，否 则如本说明书和所附权利要求书中所使用的术语"或"一般以其包括"和/或"的意思使用。
[0029] 与空间相关的术语（包括但不限于"下方"、"上方"、"在……下面"、"在……之下"、 "在……之上"和"在……的顶部上"），如果在本文中使用，则用于便于描述一个元件相对于 另一个元件的空间关系。此类与空间相关的术语涵盖了除示于附图中并且描述于本文中的 特定取向之外的装置在使用或运行中的不同取向。例如，如果附图中所描绘的对象翻过来 或翻转过来，那么先前描述的在其他元件之下或下面的部分就在这些其他元件之上。
[0030] 如本文所用，例如当元件、组件或层被描述为与另一元件、组件或层形成"一致界 面"，或在另一元件、组件或层"上"、"连接到"、"耦合到"或"接触"另一元件、组件或层时，其 可以直接在所述特定元件、组件或层之上，直接连接到、直接親合到、直接接触所述特定元 件、组件或层，或者居间的元件、组件或层可能在所述特定元件、组件或层之上，或连接到、 耦合到或接触所述特定元件、组件或层。例如，当元件、组件或层被称为"直接在"另一元件 "上"，"直接连接到"、"直接耦合到"或"直接接触"另一元件时，不存在居间的元件、组件或 层。
[0031] 已（例如）在以下专利中描述了具有使用提供弹性接合表面的毛圈外部的覆盖物 的膜辊，其与幅材线中的传送辊一起使用，所述专利为：PCT专利公布WO 2011/0