CN101636257A - 直线易裂性塑料膜、其制造方法及装置 - Google Patents

直线易裂性塑料膜、其制造方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种至少在一面上具有横向延伸的多个实质上平行的半切口的长条的直线易裂性塑料膜的制造装置，具有：(a)在圆周面上具有沿轴线方向延伸的至少一个凸轮部的辊、(b)以比上述塑料膜的厚度窄的间隔与上述辊平行配置的刀具，在上述辊旋转时，上述凸轮部间歇性地向上述刀具按压上述塑料膜，由此在上述塑料膜上形成半切口。

Description

直线易裂性塑料膜、其制造方法及装置
技术领域
本发明涉及一种具有良好的直线易裂性的塑料膜，以及能够不会伴随产生切屑地价格低廉地制造上述直线易裂性塑料膜的制造方法及装置，特别是涉及在宽度方向上具有直线易裂性的塑料膜及其制造方法和装置。
背景技术
到目前为止有各式各样的容易开封的包装袋被开发。例如特开平5-42951号，提出了在周端的热密封部上设置有线状的凹凸部的易开封性袋。如图10所示，凹凸部是使塑料膜100的热密封部在振动的超声波喇叭200与具有凹凸状圆周面的辊300之间通过而形成的。但是，通过辊300形成的凹凸是由塑料膜100的塑性变形形成的，不具备充分的易裂性。
WO2003/091003号揭示的方法为，通过使圆周面上具有许多细微突起的辊在加压下与塑料膜进行滑接，从而使塑料膜的表面形成平行的线状痕迹。具有线状痕迹的塑料膜能够从任意位置直线断裂。但是，这种制造方法会引起产生切屑的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好的直线易裂性的塑料膜。
本发明的另一目的在于提供能够不会伴随产生切屑地价格低廉地制造上述直线易裂性塑料膜的制造方法及装置。
鉴于上述目的，本发明者锐意研究的结果发现如下情况并最终完成本发明，(a)以比塑料膜的厚度窄的间隔配置在圆周面上具有轴线方向凸轮部的辊、与上述辊平行的刀具，使塑料膜在它们之间通过，并且，通过上述辊的旋转使凸轮部间歇性地向上述刀具接近，从而能够不会伴随产生切屑地在塑料膜的表面形成平行的半切口，并且，(b)这样得到的带有半切口的塑料膜具有良好的直线易裂性。
也就是说，本发明的长条的直线易裂性塑料膜的特征为，至少在一面上具有横向延伸的多个实质上平行的半切口。
上述半切口优选形成在整个面上。由此，塑料膜可以从任意位置进行实质上的直线断裂。为了确保充分的直线易裂性，上述半切口的深度优选为塑料膜厚度的10～50％。
制造至少在一面上具有横向延伸的多个实质上平行的半切口的长条直线易裂性塑料膜的本发明的方法的特征为，(1)以比上述塑料膜的厚度窄的间隔配置在圆周面上具有沿轴线方向延伸的至少一个凸轮部的辊、与上述辊平行的刀具；(2)使上述塑料膜在上述辊与上述刀具之间沿着与上述辊的轴线方向正交的方向移动；(3)使上述辊旋转，利用上述凸轮部向上述刀具间歇性地按压上述塑料膜，由此在上述塑料膜上形成半切口。
上述凸轮部与上述刀具的间隔优选为上述塑料膜的厚度的10～50％。上述半切口优选形成于上述塑料膜的整个面上。上述辊的周速度优选为上述塑料膜的移动速度的10～50倍。
制造至少在一面上具有横向延伸的多个实质上平行的半切口的长条的直线易裂性塑料膜的本发明的装置的特征为，具有：(a)在圆周面上具有沿轴线方向延伸的至少一个凸轮部的辊；(b)以比上述塑料膜的厚度窄的间隔与上述辊平行配置的刀具，在上述辊旋转时，上述凸轮部间歇性地向上述刀具按压上述塑料膜，由此在上述塑料膜上形成半切口。
上述辊优选大致等间隔地具有多个凸轮部。上述凸轮部与上述刀具的间隔优选为上述塑料膜的厚度的10～50％。
优选上述刀具的刀架固定在装置的框架上安装的弹性板上，上述刀架与沿着上述辊固定在上述框架上的多个施力机构卡合。在通过使上述施力机构动作而按压上述刀架时，上述弹性板根据按压力弹性变形，从而对固定在上述刀架上的上述刀具的位置进行微调，由此使上述凸轮部与上述刀具的间隔在上述塑料膜的整个宽度范围内实质上均匀。上述弹性板优选具有弹性变形自如的薄壁部。
发明效果
本发明中，塑料膜在以比塑料膜的厚度窄的间隔配置的具有凸轮部的辊和刀具之间移动，通过辊的旋转，凸轮部使塑料膜间歇性地向刀具按压，从而能够不会伴随产生切屑地在塑料膜的表面形成多个平行的半切口。这样得到的直线易裂性塑料膜能够从任意位置实质上直性断裂。
附图说明
图1(a)是表示塑料膜被辊的凸轮部按压前的状态的示意剖面图。
图1(b)是表示塑料膜被辊的凸轮部按压而与刀具接触的状态的示意剖面图。
图1(c)是表示辊的凸轮部与刀具最接近，在塑料膜上形成半切口的状态的示意剖面图。
图1(d)是表示辊的凸轮部远离刀具，塑料膜与刀具分离后的状态的示意剖面图。
图2是表示本发明的直线易裂性塑料膜的制造装置的示意剖面图。
图3是表示辊及刀具的局部放大剖面图。
图4是表示凸轮部安装到辊上的安装机构的局部放大分解图。
图5是表示刀具安装到刀架上的安装机构的局部放大分解图。
图6是表示本发明的优选的一实施方式的直线易裂性塑料膜的制造装置的示意图。
图7是表示辊与刀具关系的示意图。
图8是表示在塑料膜上形成半切口的状态的立体图。
图9是表示本发明的另外的实施方式的直线易裂性塑料膜的制造装置的示意图。
图10是表示以往的包装材料的制造装置的示意图。
具体实施方式
[1]直线易裂性塑料膜的制造方法及装置
如图1(a)所示，具有多个凸轮部20的旋转辊2与刀具3是以比长条的塑料膜1’的厚度窄的间隔配置的。凸轮部20与刀具3之间的间隔d1优选塑料膜1’的厚度T的10～50％。刀具3相对于塑料膜1’的角度θ1优选90±10°，更优选90±5°。刀具3的刀尖角度θ2优选30～45°。
凸轮部20具有相对于辊2的半径向后方倾斜的前面部20a，与刀具3最接近的顶部20b带有圆角。根据这一构造，凸轮部20与塑料膜1’接触时，防止塑料膜1’的破裂。优选使塑料膜1’沿着与辊旋转方向相同的方向移动。为了形成锐利的半切口10，优选使辊2的周速Vr与塑料膜1’的移动速度Vf的比为10～50，更优选20～40。当然Vr/Vf的范围并非是限定的，例如如果牺牲制造速度则上限为多大都可以。为了能够得到这样的Vr/Vf的比，优选塑料膜1’的移动速度Vf为10～500m/分钟，更优选10～300m/分钟。辊2的旋转速度，例如直径为20～300mm时，优选1000～4000rpm。
如图1(a)～(d)所示，凸轮部20在与刀具3分离的位置也与塑料膜1’分离，若与刀具3接近则将塑料膜1’向刀具3按压。在图1(c)所示的最接近的位置，在塑料膜1’上形成半切口10。
如图2及图3所示，辊2被固定为其旋转轴与塑料膜1’的横向平行。辊2的轴线方向长度比塑料膜1’的宽度长，使塑料膜1’的整个宽度与辊2的凸轮部20接触。辊2的直径D例如为2～30cm。辊2上设置的凸轮部20的数量还依据辊2的直径D，考虑到生产率优选4个以上。
凸轮部20与辊2为一体也可以，但优选如图4所示的装卸式。这种情况下，凸轮构件20’在一面上具有截面四边形的凸条20a，与凸轮构件20’卡合的楔形构件21具有与凸条20a卡合的凹条21a和倾斜面21b，与楔形构件21卡合的螺母构件22具有与楔形构件21的倾斜面21b互补的倾斜面22a。凸轮构件20’、楔形构件21以及螺母构件22装入辊2的槽120中，螺栓23通过螺母构件22与辊2的螺纹孔120a螺合后，凸轮构件20’通过楔形构件21被螺母构件22按压，凸轮构件20’的两面与槽120的两面120a及120b牢固地抵接。这样，凸轮构件20’被准确地定位。
如图2及图3所示，固定刀具3的刀架4、4’被固定在装置的框架70上安装的弹性金属板6上。弹性金属板6上可以在刀架4、4’的安装位置的周围设置弹性变形自如的薄壁部60。框架70上安装有汽缸或液压缸等施力机构5。施力机构5的轴5a的前端安装有按压机构5b，按压机构5b的表面上设置有由橡胶等构成的缓冲板50。如图5所示，保持刀具3的刀架4、4’通过螺栓螺合，一刀架片4上设置有与刀具3的端部30抵接的台阶部40。
图6表示本发明的优选的一实施方式的直线易裂性塑料膜的制造装置。此装置沿塑料膜1’的流向具有两处半切口形成部。在各半切口形成部，在具有凸轮部20的辊2两侧配置有刀具3、3。各刀具3与具有凸轮部20的辊2的位置关系如上所述。
如图7所示，根据本发明的优选的一实施方式，沿着辊2大致等间距地配置有多个施力机构5。由于根据本发明形成半切口的塑料膜1’的厚度通常为10～40μm左右，因此半切口的深度必须控制在几μm的精度内。然而，将约1m长的辊2及刀具3的间隔在全长范围内控制在几μm的精度内是非常困难的。为此，利用将固定刀具3的刀架4、4’固定的弹性金属板6由施力机构5按压而产生的弹性金属板6的微小的弹性变形，则能够将刀具3的位置控制在几μm的精度内。若在弹性金属板6上设置薄壁部60，则能够使弹性金属板6在比较小的按压力下平行移动，刀具3的位置控制变得更加精确。为确保刀具3的高位置精度，弹性金属板6优选比较厚的。例如，弹性金属板6为约1cm厚时，薄壁部60的厚度大约为一半。
例如约1m的刀具3的情况下，很难使刀具3与凸轮部20之间的间隔沿长度方向均匀，因此需要设置多个施力机构5。施力机构5的间隔并非限定的，可以约10～30cm。各个施力机构5的动作控制为使刀具3与凸轮部20之间的间隔在全长范围内相同。
在图6所示的装置中，塑料膜1’由多个夹持辊施加张力，通过两处的半切口形成部。由夹持辊7作用在塑料膜1’上的单位宽度的张力为例如0.5～10kgf/m。由于在各半切口形成部处辊2的两侧设置有刀具3、3，如图8所示，在塑料膜1’上形成2次半切口10。由于在整个装置中形成4次半切口10，因此最终得到的直线易裂性塑料膜具有非常多的半切口10。
半切口10的间隔d(mm)、塑料膜1’的移动速度Vf(mm/分钟)、辊2的旋转速度Vt(rpm)、辊2的级数n、辊2具有的凸轮部20的数量m(个)、以及每根辊2对应的刀具3的数量p之间，具有如下表示关系：d×n×m×p＝Vf/Vt。例如图6所示的装置中，若使两个辊2、2的旋转速度Vt为2000rpm，使塑料膜1’的移动速度Vf为32m/分钟，则半切口10的间隔d为1mm。
辊2的周速度优选为塑料膜1’的移动速度的10～50倍。如图1(c)所示，由于在刀具3进入塑料膜1’期间塑料膜1’正在移动，因此半切口10的宽度比刀具3的厚度稍大。也就是说，半切口10稍稍被刀具3擦过。如果上述比例在10～50倍的范围内，则半切口10的宽度与刀具3的厚度的差极小，因此不会发生半切口10错乱、塑料膜1’破裂等情况。
图9表示本发明的另外的实施方式的直线易裂性塑料膜的制造装置。此装置除在辊2上设置有8个具有曲面状的前端部的凸轮部20之外，与图2所示的装置相同。
[2]塑料膜
塑料膜1’有例如聚酯、聚芳硫醚(聚苯硫醚等)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚碳酸酯、丙烯树脂、聚苯乙烯、ABS树脂、氟树脂、聚烯(聚乙烯、聚丙烯等)、聚氯乙烯等。塑料膜1’可以具有多个细微孔。细微孔优选具有0.5～100μm的平均开口直径，并且平均密度为约500个/cm2以上。细微孔可以根据特许2063411号记载的方法形成。
[3]直线易裂性塑料膜
由于根据上述方法得到的本发明的长条直线易裂性塑料膜1在至少一面上具有横向延伸的多个实质上平行的半切口10，因此可以从任意位置进行实质上的直线断裂。半切口10优选在塑料膜的整个面上形成。为了兼顾强度与直线易裂性，半切口10的深度优选直线易裂性塑料膜1的厚度的10～50％。
如上所述参照附图说明了本发明，但本发明并不限定在这些，只要技术思想不变可以增加各种各样的变更。
工业上的可利用性
本发明的直线易裂性塑料膜可以利用作食品、医药、阀等各种包装材料。直线易裂性塑料膜做成的包装袋可以从任意位置进行直线断裂，因此完全不存在开封的不方便。此外，由于一般批量生产的包装袋的热密封口设置在长条塑料膜的横向上，因此若使用横向上设置有半切口的本发明的直线易裂性塑料膜，与热密封口平行地开封变得容易。另外，若使用本发明的直线易裂性塑料膜，则不需要预先在包装袋上设置维持开封宽度的带。

Claims (14)

1.一种长条的直线易裂性塑料膜，其特征在于，
至少在一面上具有横向延伸的多个实质上平行的半切口。
2.根据权利要求1所述的直线易裂性塑料膜，其特征在于，
上述半切口形成在整个面上。
3.根据权利要求1或2所述的直线易裂性塑料膜，其特征在于，
上述半切口的深度为上述塑料膜厚度的10～50％。
4.一种长条的直线易裂性塑料膜的制造方法，该长条的直线易裂性塑料膜至少在一面上具有横向延伸的多个实质上平行的半切口，上述长条的直线易裂性塑料膜的制造方法的特征在于，
(1)以比上述塑料膜的厚度窄的间隔配置在圆周面上具有沿轴线方向延伸的至少一个凸轮部的辊、与上述辊平行的刀具；(2)使上述塑料膜在上述辊与上述刀具之间沿着与上述辊的轴线方向正交的方向移动；(3)使上述辊旋转，利用上述凸轮部向上述刀具间歇性地按压上述塑料膜，由此在上述塑料膜上形成半切口。
5.根据权利要求4所述的直线易裂性塑料膜的制造方法，其特征在于，
使上述凸轮部与上述刀具的间隔为上述塑料膜厚度的10～50％。
6.根据权利要求4或5所述的直线易裂性塑料膜的制造方法，其特征在于，
在上述塑料膜的整个面上形成上述半切口。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的直线易裂性塑料膜的制造方法，其特征在于，
上述辊大致等间隔地具有多个凸轮部。
8.根据权利要求4～7中任一项所述的直线易裂性塑料膜的制造方法，其特征在于，
使上述辊的周速度为上述塑料膜的移动速度的10～50倍。
9.一种长条的直线易裂性塑料膜的制造装置，该长条的直线易裂性塑料膜至少在一面上具有横向延伸的多个实质上平行的半切口，上述长条的直线易裂性塑料膜的制造装置的特征在于，
具有：(a)在圆周面上具有沿轴线方向延伸的至少一个凸轮部的辊；(b)以比上述塑料膜的厚度窄的间隔与上述辊平行配置的刀具，在上述辊旋转时，上述凸轮部间歇性地向上述刀具按压上述塑料膜，由此在上述塑料膜上形成半切口。
10.根据权利要求9所述的直线易裂性塑料膜的制造装置，其特征在于，
上述凸轮部与上述刀具的间隔为上述塑料膜厚度的10～50％。
11.根据权利要求9或10所述的直线易裂性塑料膜的制造装置，其特征在于，
上述辊大致等间隔地具有多个凸轮部。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的直线易裂性塑料膜的制造装置，其特征在于，
上述刀具的刀架固定在装置的框架上安装的弹性板上，上述刀架与沿着上述辊固定在上述框架上的多个施力机构卡合，在通过使上述施力机构动作而按压上述刀架时，上述弹性板根据按压力弹性变形，从而对固定在上述刀架上的上述刀具的位置进行微调，由此使上述凸轮部与上述刀具的间隔在上述塑料膜的整个宽度范围内实质上均匀。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的直线易裂性塑料膜的制造装置，其特征在于，
上述刀具的刀架固定在装置的框架上安装的弹性板上，上述刀架与沿着上述辊固定在上述框架上的多个施力机构卡合，在通过使上述施力机构动作而按压上述刀架时，上述弹性板根据按压力弹性变形，从而对固定在上述刀架上的上述刀具的位置进行微调，由此使上述凸轮部与上述刀具的间隔在上述塑料膜的整个宽度范围内实质上均匀。
14.根据权利要求13所述的直线易裂性塑料膜的制造装置，其特征在于，
上述弹性板具有弹性变形自如的薄壁部。
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