CN101100246A - 聚酰胺膜的卷绕方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供这样一种良好的聚酰胺膜卷绕方法：使用廉价的圆筒状纸管作为卷芯，且可防止以往用圆筒状纸管卷绕聚酰胺膜时会出现的、尤其是出现在卷芯部分的皱折。本发明的聚酰胺膜的卷绕方法是：将宽度在1000mm以下的聚酰胺膜(2)卷绕在圆筒状纸管(1)上。所述圆筒状纸管(1)的两端以1000mm的跨度在水平方向上得到支承，且在其中央部施加294N的荷重时中央部的挠曲量在0.5mm以上、2mm以下且扁平耐压强度在981N/100mm长度以上。在用接触辊(3)按压聚酰胺膜(2)的同时将其卷绕在圆筒状纸管(1)上。

Description

聚酰胺膜的卷绕方法
技术领域
本发明涉及聚酰胺膜的卷绕方法，更具体地说，涉及用于将聚酰胺膜卷绕在用作卷芯的圆筒状纸管上的聚酰胺膜的卷绕方法。
背景技术
以往，膜是以卷绕成卷筒状的形式制成产品上市的。卷绕膜时，用圆筒状纸管、塑料制圆筒管作为卷芯。然而，尤其是聚酰胺膜，由于其膜的吸湿性大，因此，与聚酯膜等吸湿性小的素材相比，弹性模数小，由吸湿而引起的尺寸变化大。因此，聚酰胺膜存在着尤其是在卷芯部分容易出现皱折、不易适宜卷绕的问题。
作为一种技术方案，已有这样的方法提出：例如，在卷绕聚酯膜时，用表面粗糙度在特定范围内的塑料卷芯进行卷绕(参见专利文献1)。但是，存在着下述问题：塑料卷芯使得重量增大并随之导致运费增加，使用昂贵的塑料卷芯导致卷芯成本增加等。而且，当塑料卷芯为不良产品时，由其废弃而产生的问题会受到公众很大的关注，因此问题点很多。还有，使用聚酰胺膜时，因其由吸湿而导致的尺寸变化大，且与聚酯膜相比，还具有玻璃化温度低、弹性模数小等特征，使用上述方法并不能解决所述问题。
作为另一种技术方案，专利文献2提出了这样一种卷绕方法：使圆筒状纸管的扁平压缩强度与纸管厚度的关系处于特定范围内，并用该纸管卷绕聚酯膜等。但是，即使该方法适用于聚酰胺膜，但由于皱折形成的主要因素不同，与皱折形成相关的问题并未得到解决。
专利文献1：特开昭61-162448号公报
专利文献2：特开平8-12196号公报
发明内容
本发明的课题是，解决上述问题，并以提供这样一种良好的聚酰胺膜卷绕方法为目的：用廉价的圆筒状纸管作为卷芯，并可防止以往用圆筒状纸管卷绕聚酰胺膜时会出现的、尤其是出现在卷芯部分的皱折。
本发明的聚酰胺膜的卷绕方法的特征在于：在将宽度在1000mm以下的聚酰胺膜卷绕在圆筒状纸管上时，作为所述圆筒状纸管，使用以1000mm的跨度在水平方向上支承该圆筒状纸管两端并在其中央部施加294N的荷重时上述中央部的挠曲量在0.5mm以上、2mm以下且扁平耐压强度在981N/100mm长度以上的圆筒状纸管，在用接触辊按压上述聚酰胺膜的同时将其卷绕在圆筒状纸管上。
即，本发明着眼于将聚酰胺膜卷绕于圆筒状纸管上时使用的纸管的抗挠刚度，并由此解决了本发明的上述课题。
以往一般认为卷绕膜的卷芯以使用硬质氯乙烯等刚性大的圆筒管为佳。另一方面，圆筒状纸管虽然具有轻量、廉价的优点，但由于作为主要材料的纸的吸湿尺寸变化等特性和是一种将纸卷绕、加工成圆筒状而得到的产品这样的结构特性，存在着不少圆筒管只得翘曲成弓形的缺点。将膜卷绕在有翘曲的圆筒管上时会形成“皱折”乃常识性知识，因此，以往筛选翘曲度小的纸管是很重要的。
然而，在卷绕膜卷的复卷机中，为防止空气卷入膜卷中，使用了用于挤压卷绕在卷芯周围的膜的表面的接触辊。本发明者发现，可利用该接触辊的挤压力来矫正纸管的翘曲和挠曲，并由此完成了本发明。即，本发明显现了这样的效果：使用抗挠刚度小的圆筒状纸管，并通过接触辊的挤压力来矫正纸管的翘曲和挠曲。
根据本发明，在上述技术方案中，圆筒状纸管的长度在(膜宽度+40mm)以下，对于有效抑制褶皱的发生是很适宜的。
根据本发明，卷绕聚酰胺膜的膜卷时，可使用比塑料卷芯便宜的圆筒状纸管作为卷芯，且能够不使膜出现皱折。这样，在用这样的方法卷绕的膜上印刷或将该膜与其他膜层压等加工工序中，不会出现印刷不佳或层压不佳的情况，可良好地使用膜，直至膜卷的卷芯部。
附图说明
图1示出本发明的聚酰胺膜卷绕方法的一个实施方式。
图2示出在本发明中计算圆筒状纸管的荷重挠曲量的方法。
符号说明
1  圆筒状纸管
2  聚酰胺膜
3  接触辊
具体实施方式
下面对本发明作具体说明。
在本发明中，作为上述圆筒状纸管，使用以1000mm的跨度在水平方向上支承该圆筒状纸管两端并在其中央部加上294N(30kgf)的荷重时上述中央部的挠曲量在0.5mm以上、2mm以下且扁平耐压强度在981N/100mm长度(100kgf/100mm长度)以上的圆筒状纸管。
并且，在用橡胶辊等接触辊按压聚酰胺膜的同时将其卷绕在圆筒状纸管上。图1示出在圆筒状纸管1的周围卷绕聚酰胺膜2时用接触辊3以规定的力按压膜表面的情况。4表示张紧辊。通过用接触辊3按压膜2，可抑制空气卷入到卷绕在圆筒状纸管1周围的膜与膜之间。
如上所述，使用下述圆筒状纸管1卷绕膜：其两端以1000mm的跨度在水平方向上得到支承，在其中央部施加294N(30kgf)的荷重时，挠曲量在0.5mm以上、2mm以下。此时的挠曲量若小于0.5mm，则纸管1的刚性过大，利用用于防止空气卷入膜间的接触辊3的挤压力来矫正纸管1的翘曲和挠曲这一本发明的功能不能发挥。另一方面，若挠曲量大于2mm，则纸管1的刚性过小，即使提高接触辊3的挤压力，挤压力也会在纸管1上逸散，从而无法通过接触辊3的挤压来提高面压力，在圆筒状纸管1尤其是其中央部，通过接触辊3挤压膜2来防止空气卷入膜卷的效果会消失，出现由卷入的空气导致的皱折。
此外，圆筒状纸管1必须有耐受由卷绕的膜产生的外压所需的强度。具体地说，由于卷绕成卷状的膜所具有的张力，卷的内部压力会升高，该力会在纸管被压缩的方向上作用，因此，纸管1必须有所需耐压强度。因此，如上面所述，必须使用扁平耐压强度在981N/100mm长度(100kgf/100mm长度)以上的圆筒状纸管1。
在开始将膜2卷绕在圆筒状纸管1上的阶段，该纸管1的刚性问题、耐压强度问题会显现。在纸管1上以一定程度以上的厚度卷绕膜2后，由于该卷绕的膜2的层压体自身会变成牢固的圆筒体，因此，由纸管1的机械强度引起的问题得以消除。
本发明的效果得以显现的只限于膜宽度在1000mm以下的膜卷的卷绕。若膜宽度大于1000mm，则在圆筒状纸管中，尤其是在其中央部，通过接触辊3挤压卷绕的膜2而产生的防止空气卷入膜卷的效果会消失，容易形成由卷入的空气导致的皱折。
圆筒状纸管1的长度亦即面长度优选在卷绕的膜2的膜宽度以上、(膜宽度+40mm)以下。更优选在(膜宽度+20mm)以下。这是因为，若使用面长度比卷绕的膜2的宽度大的纸管1，则接触辊3的挤压力会集中在圆筒状纸管1的中央部，其结果是，不仅由接触辊3产生的翘曲、挠曲矫正效果会消失，结果反而还会使挠曲量增大。此外，还有一个原因是，若由于卷绕的膜2的质量而引起纸管1挠曲和挠曲量增大，则卷绕的膜卷上会出现偏转，在这之后就难以良好地卷绕。
本发明中的圆筒状纸管例如可以用以下方法制成：将硬质纸管原纸卷成螺旋状、加工成圆筒状之后，切割成所希望的长度，并精细研磨表面，或在其表面喷涂聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等后进行精细研磨。为减小长期储存后由吸湿带来的影响，圆筒状纸管最好在原纸的一部分中使用以金属膜、或无机氧化物膜、或具有防潮性的高分子膜为构成要素的防潮性素材。
圆筒状纸管的荷重挠曲、扁平耐压强度会随着用于制造圆筒状纸管(例如，卷绕成螺旋状)的原纸的种类及其构成、所用的粘合剂的种类、卷绕厚度以及原纸宽度、卷绕的螺旋角等而变化。因此，决定其特性的主要因素是复杂的。例如，将卷绕的原纸的宽度变小、和使螺旋角变缓，可维持耐压强度在高水平上并可增大荷重挠曲量。需要选择适合本发明的圆筒状纸管加以使用。
在本发明中，圆筒状纸管的荷重挠曲是将待测荷重挠曲的圆筒状纸管在23℃、50％RH的环境下放置48小时后在同一环境下用下面的方法测得的。即，荷重挠曲通过以下方法求得：如图2所示，将面长度为1100mm的圆筒状纸管1以水平方向放置在以1000mm的间隔放置的2台支承台5、5之间。使度盘式指示器6接触该圆筒状纸管1的中央上部，在该圆筒状纸管1的中央部卷绕绳状体7并使其端部下垂，吊挂质量30kg的重锤8，由此用度盘式指示器6测定施加294N的力时的挠曲量(mm)。具体地说，挠曲量(mm)宜沿着纸管1的圆周方向以90度的间隔在4个地方进行测定并取其平均值。
在本发明中，圆筒状纸管的扁平耐压强度与上述相同，是将圆筒状纸管在23℃、50％RH的环境下放置48小时后在同一环境下用下面的方法求得的。即，将圆筒状纸管切割成长100mm，用自动绘图仪从圆筒状纸管的圆周的上侧绘出以30mm/分的速度向径向压缩时的负荷强度与变形量的关系图，由所得到的直线或曲线的一次拐点上的负荷荷重求出上述扁平耐压强度。
本发明中的聚酰胺膜优选下述的以聚酰胺为主要成分的膜。即，作为聚酰胺树脂，可以使用由三元环以上的内酰胺构成的聚酰胺树脂、由可聚合的ω-氨基酸得到的聚酰胺树脂、由二元酸与二胺等缩聚而得到的聚酰胺树脂等。具体地，可例举ε-己内酰胺、氨基己酸、庚内酰胺、7-氨基庚酸、11-氨基十一酸、9-氨基壬酸、α-吡咯烷酮、α-哌啶酮等的聚合物或它们的共聚物。此外，还可例举己二胺、壬二胺、十一烷二胺、十二烷二胺、间二甲苯二胺等二胺与对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、癸二酸、十二烷二酸、戊二酸等二羧酸的盐进行缩聚而得到的聚合物或它们的共聚物。例如，尼龙(Nylon)4、6、7、8、11、12、6.6、6·10、6·11、6·12、6T、6/6·6、6/12、6/6T、6I/6T等。例如，作为用作包装用途的聚酰胺膜，从具有优异的机械特性和热特性的角度考虑，以Nylon 6为主要成分的膜是适宜的。
本发明中的聚酰胺膜还可根据需要，掺入通常掺入的各种添加剂、改性剂等。例如，可掺入润滑剂、耐热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、增粘剂、密封性改良剂、防雾剂、成核剂、脱模剂、增塑剂、交联剂、阻燃剂、着色剂(颜料、染料等)等。
为赋予膜以功能性，也可用线内(in-line)涂布拉伸工艺法在未拉伸的聚酰胺膜上涂布抗静电剂、粘附改良组合物、阻隔性树脂等之后将该膜拉伸。
聚酰胺膜可以是单层膜，但若表层为聚酰胺层，则也可以是共挤出的层压膜。
聚酰胺膜优选双轴拉伸的聚酰胺膜，该双轴拉伸法可采用常法。例如，可采用平膜法、逐次拉伸法、管膜法等。
实施例
下面通过实施例对本发明作具体说明。但只要不脱离本发明的要点，本发明就不限于这些实施例。
实施例1
作为尼龙6的原料，准备好含有作为添加剂的平均粒径为1.5μm的二氧化硅粒子0.2质量％和亚乙基双硬脂酰胺0.05质量％的原料。将该尼龙6的原料用挤出机和T模型熔融挤出，然后卷绕在浇铸筒(casting drum)上，冷却固化，制作成未拉伸的片材。将该未拉伸的片材送入温度调节至70℃的温水槽中，进行1分钟的调湿处理。然后，将该片材的宽度方向的端部夹在平膜式同时双轴拉伸机的夹具中，在195℃的条件下以纵向3.0倍、横向3.3倍的拉伸倍率进行同时双轴拉伸。接着，使横向的松弛率为5％，在200℃热处理3秒钟，经过冷却工序，得到宽4m、厚15μm的双轴拉伸聚酰胺膜料卷(stock roll)。用分切机(slitter)以200m/min2的加速度和400m/min的恒定卷起速度将该膜料卷卷起，得到宽980mm、全长6000m的膜卷。
此时，使膜的卷绕张力为98.1N/m(10.0kgf/m)、接触辊的挤压力为294N/m(30kgf/m)。此外，作为卷芯，使用了内径为76.5mm、外径为96.5mm、面长度为990mm、上述挠曲量为0.8mm、扁平耐压强度为1.86kN/100mm长度(190kgf/100mm长度)的圆筒状纸管。
观察了膜卷绕过程中的“皱折”形成状况，未见皱折发生。还切开膜进行了确认，也未见皱折。
实施例2
作为卷芯，使用了内径为76.5mm、外径为96.5mm、长990mm、挠曲量为1.3mm、扁平耐压强度为1.47kN/100mm长度(150kgf/100mm长度)的圆筒状纸管。除此之外，按与实施例1同样的方法得到膜卷。这样做的结果是，在膜卷绕过程中未见皱折发生，此外，切开进行确认，也未见皱折。
实施例3
作为卷芯，使用了内径为76.5mm、外径为92.5mm、长990mm、挠曲量为1.7mm、扁平耐压强度为1.27kN/100mm长度(130kgf/100mm长度)的圆筒状纸管。除此之外，按与实施例1同样的方法得到膜卷。这样做的结果是，在膜卷绕过程中未见皱折发生，此外，切开进行确认，也未见皱折。
实施例4
作为卷芯，使用了内径为76.5mm、外径为92.5mm、长650mm、挠曲量为1.7mm、扁平耐压强度为1.27kN/100mm长度(130kgf/100mm长度)的圆筒状纸管。卷绕宽640mm、全长6000m的膜。除此之外，按与实施例1同样的方法得到膜卷。在膜卷绕过程中未见皱折发生，此外，切开进行确认，也未见皱折。
比较例1
作为卷芯，使用了内径为76.5mm、外径为96.5mm、长990mm、挠曲量为2.3mm、扁平耐压强度为1.27kN/100mm长度(130kgf/100mm长度)的圆筒状纸管。除此之外，按与实施例1同样的方法得到膜卷。这样做的结果是，由于圆筒状纸管的挠曲量大，超出本发明的范围，因此，从刚开始卷绕膜起，在沿着膜卷的长度方向的中央部发生皱折，在卷绕的膜的整个长度，皱折未得到消除。
比较例2
作为卷芯，使用了内径为76.5mm、外径为92.5mm、长990mm、挠曲量为1.7mm、耐压强度为0.88kN/100mm长度(90kgf/100mm长度)的圆筒状纸管。除此之外，按与实施例1同样的方法得到膜卷。这样做的结果是，由于圆筒状纸管的扁平耐压强度比本发明的范围低，因此，虽然在膜卷绕过程中未见皱折发生，但切开进行确认时发现，在卷芯部亦即在开始在纸管上卷绕的位置起约80m的范围内形成有皱折。此外，纸管的一部分有变形。
比较例3
作为卷芯，使用了内径为76.5mm、外径为102.5mm、长990mm、挠曲量为0.4mm、扁平耐压强度为2.35kN/100mm长度(240kgf/100mm长度)的圆筒状纸管。除此之外，按与实施例1同样的方法得到膜卷。这样做的结果是，由于圆筒状纸管的挠曲量比本发明的范围小，因此，从开始在纸管上卷绕膜的位置起约30m的范围内发现有皱折发生。切开进行确认时发现，在卷芯部的约90m的范围内有皱折形成。
参考例1
作为卷芯，使用了内径为76.5mm、外径为96.5mm、长700mm、挠曲量为0.8mm、扁平耐压强度为1.86kN/100mm长度(190kgf/100mm长度)的圆筒状纸管。除此之外，按与实施例4同样的方法，即，用比膜宽度640mm长60mm的圆筒状纸管卷绕膜，得到膜卷。这样做的结果是，从刚开始卷绕膜起，在基本上整个宽度发生皱折，在卷绕的膜的整个长度，皱折未得到消除。
将实施例1-4、比较例1-3和参考例1的结果进行归纳并示于表1中。
[表1]
                                    圆筒状纸管     膜 皱折的产生
  内径mm     外径mm   挠曲量mm   扁平耐压强度kN/100mm 面长度mm     宽度mm
实施例1  76.5     96.5   0.8     1.86   990     980     无
实施例2  76.5     96.5   1.3     1.47   990     980     无
实施例3  76.5     92.5   1.7     1.27   990     980     无
实施例4  76.5     92.5   1.7     1.27   650     640     无
比较例1  76.5     96.5   2.3     1.27   990     980     有
比较例2  76.5     92.5   1.7     0.88   990     980     有
比较例3  76.5     102.5   0.4     2.35   990     980     有
参考例1  76.5     96.5   0.8     1.86   700     640     有

Claims (2)

1.一种聚酰胺膜的卷绕方法，其特征在于：在将宽度在1000mm以下的聚酰胺膜卷绕在圆筒状纸管上时，作为所述圆筒状纸管，使用以1000mm的跨度在水平方向上支承该圆筒状纸管两端并在其中央部施加294N的荷重时，所述中央部的挠曲量在0.5mm以上且在2mm以下、并且扁平耐压强度在981N/100mm长度以上的圆筒状纸管，在用接触辊按压所述聚酰胺膜的同时将其卷绕在圆筒状纸管上。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺膜的卷绕方法，其特征在于，圆筒状纸管的长度在(膜宽度+40mm)以下。
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