CN1890079A - 薄片的制造装置以及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在挤出到移动冷却体上的熔融薄片状体的整个宽度赋予适宜量的电荷,可使熔融薄片状体密接于移动冷却体进行适宜冷却的薄片的制造装置以及制造方法。该薄片的制造装置具有:挤出具有0.3×108 (Ω·cm)以上的熔融电阻率值的热塑性树脂的挤出机(3)、移动冷却体(5)、带状电极(10),其中,还设有:在将电极中央部(12)拉伸成直线状的状态下对其支承的中央部支承部件(24)、在使电极耳部(13)移向薄片的输送方向的下游侧的状态下对其支承的耳部支承部件(26)、调节电极耳部(13)的位移量(X)的一对位移量调节机构、驱动带状电极(10)沿着熔融薄片状体的(4a)的宽度方向(α)移动的移动驱动机构。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄片制造装置以及制造方法,其通过从挤出机将热塑性树脂形成熔融状态并呈薄片状挤出,再使该熔融薄片状体与移动冷却体密接(紧密接触)来冷却,从而制造具有均匀厚度并且表面缺陷少的薄片。
背景技术
目前,为了通过从挤出机的T模等在移动冷却体上将熔融状态的热塑性树脂呈薄片状挤出并高效地冷却,来形成具有均匀的厚度以及宽度尺寸的薄片,例如专利文献1所示的那样,通过对沿着移动冷却体配置的丝状或刀刃状的电极施加高电压,而对熔融薄片状体施加静电而使其与移动冷却体密接。在如这样的利用丝状或刀刃状的电极来使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体的结构的情况下,通过将移动冷却体对熔融薄片状体的牵引速度设定在25m/min左右的较低的速度,能够使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体,从而来高效地冷却。
并且,为了在移动冷却体对熔融薄片状体的牵引速度设定在40m/min左右的较高的速度的情况下,能够使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体而来高效地冷却,例如专利文献2所示的那样,从针状、锯齿状、丝状或刀刃状的电极,对上述熔融薄片状体流光电晕放电来赋予其较多电荷,使该熔融薄片状体静电密接于移动冷却体。
另外,例如专利文献3所示,作为对由热塑性树脂薄膜构成的熔融薄片状体赋予静电的电极,使用至少一边形成为锯状的金属箔带,通过将金属箔带的一部分架在上述熔融薄片状体的横截方向(宽度方向)上来使用,连续或断续地去掉使用完的金属箔带部分,并且供给未使用金属带部分,由此能够防止因升华物等杂质附着于电极等而引起的熔融薄片状体接触不良的产生。
另外,例如专利文献4所示,公知的是,通过在聚酯树脂中含有碱金属、碱土类金属或者它们的化合物中的至少一种,在将构成熔融薄片状体的热塑性树脂的熔融电阻率设定在较低的值的情况下,通过对电极施加高电压使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,可以使在冷却熔融薄片状体时的上述移动冷却体的移动速度高速化。
专利文献1:日本特公昭37-6142号公报
专利文献2:日本特开昭56-105930号公报
专利文献3:日本特开平1-283124号公报
专利文献1:日本特公昭53-40231号公报
发明内容
在上述专利文献1所公开的使用了丝状或刀刃状的电极的静电密接法中,如果使移动冷却体对熔融薄片状体的牵引速度大于等于25m/min来使其高速化,则由于存在通过在移动冷却体的表面产生的伴随流而形成的空气膜,所以熔融薄片状体相对于移动冷却体的密接性不充分,不利于移动冷却体对熔融薄片状体的冷却作用,其结果是在熔融薄片状体被充分冷却之前,其开始结晶化而透明性下降,并且在薄片的表面容易产生气泡状或筋状的缺陷,且还有因熔融薄片状体没有被均匀冷却而引起的薄片的厚度容易不均匀的问题。
并且,如上述专利文献1所示的那样,在使用丝电极或刀刃状的电极进行暗电流或电晕放电的静电密接方式中,由于从电极流入熔融薄片状体的电流值很微小,所以不管执行控制对电极的施加电压的电压控制、或者执行控制从电极向熔融薄片状体的通电电流的电流控制中哪一个,薄片的成形状况都没有大的差别。对此,如上述专利文献2所示的那样,在进行流光电晕放电的情况下,由于从电极向熔融薄片状体流通有大电流,如果执行对上述电极的施加电压的控制,则即使在稍微使电压变化的情况下,上述通电电流也有可能产生很大变化,根据上述电压控制方式,有个问题是,熔融薄片状体相对于移动冷却体的密接力显著变化,薄片的厚度变化变大,并且与此对应,薄片宽度也容易变化。
另一方面,在进行上述流光电晕放电的情况下,如果执行控制从电极向熔融薄片状体的通电电流的电流控制,则在移动冷却体对熔融薄片状体的牵引速度一定的正常生产时,能够使熔融薄片状体的密接力稳定而制造具有均匀膜厚的薄片。但是,如果在熔融薄片状体从挤出机的挤出速度显著变化、移动冷却体对熔融薄片状体的牵引速度变化的薄片的生产开始时等,执行将从电极向熔融薄片状体的通电电流控制成一定值的定电流控制,则有个缺陷是:对应于上述牵引速度的变化,放电状态变得极其不稳定。
即,如果上述移动冷却体对熔融薄片状体的牵引速度变化,则与此对应,熔融薄片状体相对于移动冷却体的接触点移动,并且,上述电极与熔融薄片状体之间的距离变化,在该状态下如果执行将从上述电极向熔融薄片状体的通电电流控制成一定值的定电流控制,则有个问题是:有可能施加于电极的电压极度上升而产生火花放电,并产生熔融薄片状体断裂、或者移动冷却体损坏等弊端。
另外,如果上述牵引速度以及施加电压变化,则熔融薄片状体在接触移动冷却体之前在空中容易振动,由此有个弊端是上述放电状态变得更不稳定。为了防止这样的弊端,也考虑了在熔融薄片状体的牵引速度显著变化的薄片的生产开始等时,对应于上述牵引速度的变化频繁地调整通电电流,但有个问题是适宜地调整该通电电流极其困难。
本发明是鉴于以上问题点而做出的发明,其提供一种薄片的制造装置以及制造方法,其通过在移动冷却体上沿被挤出的熔融薄片状体的整个宽度对其赋予适宜量的电荷,使熔融薄片状体密接于移动冷却体来适宜地冷却,能够以高速适宜地制造具有均匀厚度的薄片。
并且,在上述专利文献2所公开的流光电晕放电方式的静电密接法中,能够使熔融薄片状体密接于移动冷却体来高效地对其冷却,只限定于熔融电阻率值为小于等于6.0×106(Ω·cm)的聚酰胺系树脂等,对于具有例如0.4×108(Ω·cm)左右的熔融电阻率值的聚对苯二甲酸乙二酯等,不能够进行稳定的流光电晕放电。即,上述流光电晕放电,在适度地选择其条件与稳定的状态下进行放电,与通过辉光电晕放电使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体的现有装置相比,熔融薄片状体流通有大电流,由此,能够使熔融薄片状体牢固地静电密接于移动冷却体。反之,在原材料的熔融电阻率值高的情况下,有个问题是在进行上述流光电晕放电时流通有过剩的电流,容易产生火花放电,难以进行稳定的流光电晕放电。
特别地,在熔融薄片状体的宽度尺寸大,例如具有500mm以上的宽度尺寸的情况下,难以在熔融薄片状体的左右两侧边部(薄片耳部)产生流光电晕放电,有个问题是薄片耳部相对于移动冷却体的密接力变弱,容易产生气泡状或筋状的缺陷。专心调查其原因的结果是,判断出是因为:如果熔融薄片状体的宽度尺寸大,则在熔融薄片状体接触于移动冷却体时,大量的空气被从其中央部向外侧挤出,由此,熔融薄片状体的耳部以浮起的方式卷曲。
如上述那样,如果通过熔融薄片状体的耳部向上方卷曲,对于移动冷却体的接触点与中央部相比移到薄片输送方向的下游侧,则对位于熔融薄片状体的中央部与移动冷却体接触的位置来配置电极的情况下,在上述薄片耳部的接触点不能适宜地产生流光电晕放电,因此,上述耳部相对于移动冷却体的静电密接力下降,空气被卷入熔融薄片状体与移动冷却体之间,不利于冷却作用。
另外,为了提高上述薄片耳部的密接性,也考虑了在熔融薄片状体的耳部与移动冷却体的接触点的附近,通过使电极靠近熔融薄片状体减小两者的间隙,使赋予熔融薄片状体的电荷量增大,但在这样构成的情况下,有个问题是:因为电极与移动冷却体过于接近,在两者间容易产生放电现象,若降低赋予熔融薄片状体的耳部的电荷量则又会进一步降低薄片耳部的密接力。
而且,如上述专利文献3所示,在使由金属箔带构成的电极沿着熔融薄片状体的宽度方向连续或断续地移动的情况下,由于需要将电极的移动驱动装置配置在熔融薄片状体的侧端部的外侧,所以有个问题是:电极的设置长度变得比熔融薄片状体的宽度尺寸大,特别容易产生对于移动冷却体的侧边部的放电现象。
而且,如上所述,通过在熔融薄片状体的侧端部的外侧配置的移动驱动装置,沿着熔融薄片状体的宽度方向驱动电极移动,在这样构成的薄片的制造装置中,为了防止从电极的耳部相对于移动冷却体直接放电,还考虑了在电极的耳部与移动冷却体的侧方部周面之间配置绝缘部件。但是,在这种情况下,需要使在因从熔融薄片状体的中央部向外侧挤出的空气而浮起导致卷曲的熔融薄片状体的耳部附近配置的绝缘部件离开薄片耳部以防止两者的接触。而且,由于为了防止在上述电极的移动时绝缘部件与电极接触,必须构成为使电极在从绝缘部件离开规定距离的位置移动,就不可避免使熔融薄片状体的中央部与电极的距离变得很大,有个问题是难以在熔融薄片状体的整个宽度对上赋予适量的电荷。
另外,如上述专利文献4所示,通过在薄片的原材料即热塑性树脂中混入碱金属等添加物来使熔融薄片状体的熔融电阻率值下降,使熔融薄片状体以及冷却移动体的移动速度高速化,并利用保证熔融薄片状体与移动冷却体的密接力,来使熔融薄片状体密接于移动冷却体,从而高效地进行冷却,在这样构成的情况下,有个问题是:为了使上述熔融薄片状体的熔融电阻率值下降,就必须在某种程度上牺牲其原材料本来具有的无杂质性、色调或者耐热性等。
并且,如上述专利文献2、4所公开的那样,在使用熔融电阻率值低的热塑性树脂来作为薄片的原材料的情况下,由于从电极向移动冷却体流通的电流变得过大,而变得容易产生火花放电,所以需要通过在熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点的上游侧设置电极等来防止上述火花放电的产生。在如这样在熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点的上游侧设置电极的情况下,熔融薄片状体因振动而容易与电极接触并对其造成损伤,为了防止这种情况,需要使熔融薄片状体与电极离开某种程度的距离。如果成为这样的电极从熔融薄片状体离开的状态,则有个问题是必须将施加于两者之间的电压设定得很高,从而就不能稳定地产生上述流光电晕放电。
本发明正是鉴于上述问题而做出的发明,其提供一种薄片的制造装置以及制造方法,通过在移动冷却体上沿被挤出的熔融薄片状体的整个宽度对其赋予适宜量的电荷,使熔融薄片状体密接于移动冷却体来适宜地冷却,能够以高速适宜地制造具有均匀厚度的薄片。
技术方案一的发明是一种薄片的制造装置,其形成为如下的结构,包括:挤出机,其使具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;移动冷却体,其冷却从该挤出机挤出的熔融薄片状体,沿着熔融薄片状体相对于移动冷却体的接触点,配置具有5μm~200μm的厚度的、并且在前端部设置有具有大于等于0.1mm的突出量的多个突部的带状电极,通过从上述带状电极对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,设置有:中央部支承部件,其在沿着熔融薄片状体的宽度方向,将位于上述熔融薄片状体的中央部侧的带状电极的中央部拉伸成直线状的状态下对其进行支承;耳部支承部件,其使位于上述熔融薄片状体的两侧边部侧的带状电极的耳部,与电极中央部相比更向熔融薄片状体的输送方向的下游侧移的状态下对其进行支承;一对位移量调节机构,其调节电极耳部向上述薄片输送方向的下游侧的位移量;移动驱动机构,其通过使从被设置于移动冷却体的一侧端部侧的输出部输送出的带状电极、卷取于被设置于移动冷却体的另一侧端部侧的卷取部,以使带状电极沿着熔融薄片状体的宽度方向移动的方式对其进行驱动。
技术方案二的发明,是在上述技术方案一所述的薄片的制造装置中,带状电极与熔融薄片状体的间隙被设定在0.5mm~10mm的范围内。
技术方案三的发明,是在上述技术方案一或技术方案二所述的薄片的制造装置中,相邻接的突部的设置间隔被设定成小于上述带状电极与熔融薄片状体的间隙的5倍。
技术方案四的发明,是在上述技术方案一至技术方案三所述的任一项的薄片的制造装置中,沿着熔融薄片状体的宽度方向被设置成直线状的电极中央部的长度被构成为,对应于熔融薄片状体的宽度尺寸而变化。
技术方案五的发明,是在上述技术方案一至技术方案四所述的任一项的薄片的制造装置中,在电极耳部与移动冷却体之间配置有阻止从带状电极的耳部向移动冷却体的放电的绝缘体。
技术方案六的发明,是在上述技术方案一至技术方案五所述的任一项的薄片的制造装置中,在从移动驱动机构赋予带状电极的张力被设定在其切断强度的5%~95%的范围内的状态下,使带状电极沿着熔融薄片状体的宽度方向移动。
技术方案七的发明是一种薄片的制造方法,其包括:挤出工序,从挤出机将具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;冷却工序,使从挤出机挤出的熔融薄片状体密接于移动冷却体来冷却;拉伸工序,拉伸冷却后的薄片状体,带状电极沿着熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点被配置,具有5μm~200μm的厚度,并且在其前端部设置有具有大于等于0.1mm的突出量的多个突部,通过从带状电极在上述冷却工序中对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,沿着熔融薄片状体的宽度方向直线状地拉伸位于上述熔融薄片状体的中央部的带状电极的中央部,并且与电极中央部相比,使位于上述熔融薄片状体的两侧边部侧的带状电极的耳部更移向熔融薄片状体的输送方向的下游侧,在该状态下支承所述电极耳部,且通过在被设置于移动冷却体的另一侧端部侧的卷取部,卷取从被设置于移动冷却体的一侧端部侧的输出部输送的带状电极,使带状电极沿着熔融薄片状体的宽度方向移动,同时在上述冷却工序中进行流光电晕放电。
技术方案八的发明是一种薄片的制造装置,其形成为如下的结构,包括:挤出机,其使具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;移动冷却体,其冷却从该挤出机挤出的熔融薄片状体;电极,其沿着熔融薄片状体相对于该移动冷却体的接触点而被配置,通过从该电极对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,其具有静电密接控制机构,所述静电密接控制机构对应于上述移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度,对由从上述挤出机挤出的热塑性树脂的挤出量、从上述电极对熔融薄片状体通电的电流、施加于电极的电压、电极与移动冷却体的间隙或电极的设置位置等构成的控制对象的至少一个进行控制。
技术方案九的发明,是在上述技术方案八所述的薄片的制造装置中,具有基于预先进行的实验而作成的、熔融薄片状体的牵引速度与控制对象的最佳值的对应表,从该对应表读出与当前时刻的熔融薄片状体的牵引速度相对应的控制对象的最佳值并由静电密接控制机构执行控制。
技术方案十的发明是一种薄片的制造装置,其形成为如下的结构,包括:挤出机,其使具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;移动冷却体,其冷却从该挤出机挤出的熔融薄片状体;电极,其沿着熔融薄片状体相对于该移动冷却体的接触点而被配置,通过从该电极对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,其包括:电压控制机构,其控制对该电极施加的电压;电流控制机构,其控制从上述电极向熔融薄片状体通电的电流;切换控制机构,其对应于上述移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度来切换上述电压控制机构的电压控制状态和电流控制机构的电流控制状态。
技术方案十一的发明,是在上述技术方案一所述的薄片的制造装置中,形成了如下结构:在移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度变化的情况下,成为由电压控制机构进行的施加电压的控制状态,在以一定速度牵引上述熔融薄片状体的情况下,成为由电流控制机构进行的电流控制状态。
技术方案十二的发明是一种薄片的制造方法,其包括:挤出工序,从挤出机将具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;冷却工序,使从挤出机挤出的熔融薄片状体密接于移动冷却体来冷却;拉伸工序,拉伸冷却后的薄片状体,通过从沿着熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点被配置电极在上述冷却工序中对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,在薄片的生产开始时执行控制对上述电极施加的电压的电压控制,之后,进入了薄片的正常生产状态的时刻,执行控制从上述电极向熔融薄片状体通电电流的电流控制。
技术方案十三的发明是一种薄片的制造装置,其包括:挤出机,其使具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;移动冷却体,其冷却从该挤出机挤出的熔融薄片状体;电晕放电部,其通过对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,在上述电晕放电部设置具有5μm~200μm的厚度的带状电极,沿着熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点的附近配置该带状电极,并且该带状电极与熔融薄片状体的间隙被设定在0.5mm~10mm的范围内,在上述带状电极的前端部,沿着与上述熔融薄片状体的输送方向正交的方向,排列具有大于等于0.1mm的突出量的多个突部,相邻接的突部的设置间隔被设定成没有达到上述带状电极与熔融薄片状体的间隙的5倍。
技术方案十四的发明,是在上述技术方案一所述的薄片的制造装置中,被设置于带状电极的各突部间的突出量的偏差被设定成没有达到0.2mm。
技术方案十五的发明,是在上述技术方案十三或技术方案十四所述的薄片的制造装置中,熔融薄片状体相对于移动冷却体的接触点、与带状电极的设置位置的在薄片输送方向上的错位量被设定成小于5mm。
技术方案十六的发明是一种薄片的制造方法,其包括:挤出工序,从挤出机将具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;冷却工序,使从挤出机挤出的熔融薄片状体密接于移动冷却体来冷却;拉伸工序,拉伸冷却后的薄片状体,其中,沿着熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点的附近,设置具有5μm~200个μm的厚度的带状电极,并且该带状电极与熔融薄片状体的间隙被设定在0.5mm~10mm的范围内,在上述带状电极的前端部,沿着与上述熔融薄片状体的输送方向正交的方向,排列具有大于等于0.1mm的突出量的多个突部,从相邻接的突部的设置间隔被设定成没有达到上述带状电极与熔融薄片状体的间隙的5倍的电晕放电部,在上述冷却工序中对熔融薄片状体进行流光电晕放电,由此,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体。
发明效果
根据技术方案一的发明,通过沿着熔融薄片状体的宽度方向直线状地设置带状电极的中央部,并且在使带状电极的耳部与上述中央部相比更移向熔融薄片状体的输送方向的下游侧的状态下,设置带状电极的耳部,调节电极耳部向该薄片输送方向的下游侧的位移量使其对应于熔融薄片状体的移动速度以及宽度尺寸等,能够正确地使上述带状电极的耳部、和移动冷却体与熔融薄片状体的接触点相对。
因此,通过在薄片的宽度方向的整个区域适宜地进行从被设置于上述带状电极的各突部对熔融薄片状体流通大电流的流光电晕放电,可以稳定、连续地对由具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体付于较多的电荷,即使在将上述熔融薄片状体以及移动冷却体的移动速度设定成高速的情况下,也能够有效地抑制火花放电的产生,并使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体对其进行均匀地冷却,由此,能够以高速且高效地制造具有均匀的厚度并且没有表面缺陷的薄片。而且,由于在使带状电极的耳部移向熔融薄片状体的输送方向的下游侧的状态下,使带状电极沿着熔融薄片状体的宽度方向移动,因此,可以有效地防止带状电极接触于熔融薄片状体的情况的发生,并且总是使新的带状电极位于沿着熔融薄片状体的宽度方向的位置,由此有个优点是能够防止因升华物等杂质附着于带状电极等而引起的接触不良的产生。
根据技术方案二的发明,由于带状电极与熔融薄片状体的间隙被设定在一定的范围内,并在该状态下进行流光电晕放电,所以不用将在带状电极与移动冷却体之间施加的电压设定成过高的值,能够从被设置于带状电极的多个突部对熔融薄片状体均匀地产生流光电晕放电。
根据技术方案三的发明,通过被设置于上述带状电极的相邻接的突部的设置间隔被设定成小于上述带状电极与熔融薄片状体的间隙的5倍,能够有效地防止在从带状电极的各突部对熔融薄片状体进行流光电晕放电时的相邻接的放电部的间隔极端地变大,可以产生更均匀的流光电晕放电。
根据技术方案四的发明,在通过增减移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度等使其宽度尺寸变化的情况下,通过对应于其宽度尺寸的变化使电极中央部的长度变化,由此能够正确地使带状电极的中央部以及耳部的两方、与移动冷却体和熔融薄片状体的接触点相对,在熔融薄片状体的整个区域适宜地进行流光电晕放电。
根据技术方案五的发明,通过在带状电极耳部与移动冷却体之间配置绝缘体,能够阻止从该电极耳部对移动冷却体直接放电的情况的产生,因此,能够有效地防止赋予熔融薄片状体的耳部的电荷量不足,并且通过使带状电极的耳部移向熔融薄片状体的输送方向的下游侧,能够防止带状电极接触于在上述电极耳部与移动冷却体之间配置的绝缘体,使上述带状电极接近于移动冷却体与熔融薄片状体的接触点。
根据技术方案六的发明,由于形成了:在赋予带状电极适度的张力的状态下,使带状电极沿着熔融薄片状体的宽度方向移动的结构,所以有个优点是:防止带状电极被切断的情况的发生,能够使上述带状电极稳定地移动。
根据技术方案七的发明,沿着熔融薄片状体的宽度方向直线状地设置带状电极的中央部,并且与上述中央部相比,使带状电极的耳部更移向熔融薄片状体的输送方向的下游侧,在该状态下设置所述电极耳部,且正确地使上述带状电极的耳部、与移动冷却体和熔融薄片状体的接触点相对,并且在使带状电极的耳部移向熔融薄片状体的输送方向的下游侧的状态下,沿着熔融薄片状体的宽度方向使带状电极移动,由此,能够有效地防止带状电极接触于熔融薄片状体的情况的发生,总是使新的带状电极位于沿着熔融薄片状体的宽度方向的位置,由此能够在熔融薄片状体的整个区域适宜地进行从被设置于上述带状电极的各突部对熔融薄片状体流通大电流的流光电晕放电。
因此,可以稳定、连续地对由具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体付于较多的电荷,即使在将上述熔融薄片状体以及移动冷却体的移动速度设定成高速的情况下,也能够有效地抑制火花放电的产生,并使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体对其进行均匀地冷却,由此,有个优点是能够以高速、高效且适宜地制造具有均匀的厚度并且没有表面缺陷的薄片。
根据技术方案八的发明,通过从电极对由具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体进行流光电晕放电,在使熔融薄片状体适宜地密接于上述移动冷却体来进行冷却时,利用上述静电密接控制机构,对由从上述挤出机挤出的热塑性树脂的挤出量、从上述电极对熔融薄片状体通电的电流、施加于电极的电压、电极与移动冷却体的间隙或电极的设置位置等构成的控制对象的至少一个进行控制,因此,能够沿着熔融薄片状体相对于移动冷却体的接触点容易且适宜地进行从上述电极流通大电流的流光电晕放电。
因此,可以稳定、连续地对由具有上述熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体付于较多的电荷,即使在将上述熔融薄片状体以及移动冷却体的移动速度设定成高速的情况下,也能够有效地抑制火花放电的产生,并使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体对其进行均匀地冷却,由此,能够以高速、高效且适宜地制造具有均匀的厚度并且没有表面缺陷的薄片。
根据技术方案九的发明,通过从电极对由具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体进行流光电晕放电,在使熔融薄片状体适宜地密接于上述移动冷却体来进行冷却时,从熔融薄片状体的牵引速度与控制对象的最佳值的对应表,读出与当前时刻的熔融薄片状体的牵引速度相对应的控制对象的最佳值,并执行使该控制对象与最佳值一致的控制,由此,能够使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体来进行均匀的冷却,因此,有个优点是,能够以高速、高效且适宜地制造具有均匀的厚度并且没有表面缺陷的薄片。
根据技术方案十的发明,构成了如下的结构:通过从电极对由具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体进行流光电晕放电,在使熔融薄片状体适宜地密接于上述移动冷却体来进行冷却时,对应于上述移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度来切换上述电压控制机构的电压控制状态和电流控制机构的电流控制状态,因此,在上述移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度容易变化的低速牵引时等,通过控制对上述电极施加的电压,能够有效地防止对应于上述牵引速度的变化而使得放电状态变得极其不稳定,能够进行稳定的流光电晕放电。而且,在移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度是比较稳定的高速牵引时等,通过切换成控制从上述电极对熔融薄片状体的通电电流的电量控制状态,有个优点是,能够抑制熔融薄片状体相对于移动冷却体的密接力显著变化,从而使薄片的厚度均匀化,并且能够有效地防止薄片宽度的变化。
根据技术方案十一的发明,在移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度有容易变化的倾向的薄片的生产开始时等,通过控制施加于上述电极的电压,可有效地防止对应于牵引速度的变化而使得放电状态变得极其不稳定,能够进行稳定的流光电晕放电,并且在移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度成为比较稳定的状态的正常生产时等,通过控制从上述电极对熔融薄片状体通电的电流,可以抑制熔融薄片状体相对于移动冷却体的密接力显著变化,从而使薄片的厚度均匀化,并且能够有效地防止薄片宽度的变化。
根据技术方案十二的发明,在移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度有容易变化的倾向的薄片的生产开始时等,执行施加于上述电极的电压的控制,在移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度成为比较稳定的状态的正常生产时等,执行从上述电极对熔融薄片状体通电的电流的控制,由此,可以稳定、连续地对由具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体付于较多的电荷,即使在将上述熔融薄片状体以及移动冷却体的移动速度设定成高速的情况下,也能够有效地抑制火花放电的产生,并使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体对其进行均匀地冷却,由此,有个优点是能够以高速、高效且适宜地制造具有均匀的厚度并且没有表面缺陷的薄片。
根据技术方案十三的发明,通过对带状电极与移动冷却体之间施加规定的电压,从而进行从带状电极的各突部对熔融薄片状体流通有大电流的流光电晕放电,由此,由于可以稳定、连续地对由具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体付于较多的电荷,所以即使在将上述熔融薄片状体以及移动冷却体的移动速度设定成高速的情况下,也能够使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体对其进行均匀地冷却。因此,由此,有个优点是,通过在薄片的原材料即热塑性树脂中混入规定的添加物,不会产生使原材料本来具有的无杂质性、色调或耐热性等的特性下降等问题,能够以高速且高效地制造具有均匀的厚度并且没有表面缺陷的薄片。
根据技术方案十四的发明,被设置于带状电极的各突部间的突出量的偏差被设定成小于0.2mm,由此,由于防止带状电极与熔融薄片状体的间隙不齐,所以能够从该带状电极的前端部对熔融薄片状体进行均匀的流光电晕放电。因此,不用将在上述带状电极与移动冷却体之间施加的电压设定成过高的值,通过连续地赋予熔融薄片状体较多的电荷而使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体,由此,有个优点是能够适宜且有效地冷却该熔融薄片状体。
根据技术方案十五的发明,能够防止产生如下的弊端:由于带状电极的设置位置从熔融薄片状体相对于移动冷却体的接触点,向熔融薄片状体的输送方向的上游侧错位5mm以上,而引起流光电晕放电状态变得不稳定;或者薄片的表面被粗糙化等。并且,有个优点是,能够有效地防止如下弊端的产生:由于带状电极的设置位置从熔融薄片状体相对于移动冷却体的接触点,向熔融薄片状体的输送方向的下游侧错位5mm以上,而引起不能够使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体。
根据技术方案十六的发明,在使从挤出机被挤出的熔融薄片状体密接于移动冷却体来进行冷却的冷却工序中,通过对带状电极与移动冷却体之间施加规定的电压,从而进行从带状电极的各突部对熔融薄片状体流通有大电流的流光电晕放电,由此,可以稳定、连续地对由具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体付于较多的电荷,所以有个优点是,能够高速地设定上述熔融薄片状体以及移动冷却体的移动速度,同时能够使熔融薄片状体适宜地密接于移动冷却体来进行均匀的冷却,能够以高速且高效地制造具有均匀的厚度并且没有表面缺陷的薄片。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的薄片的制造方法的整体结构的说明图;
图2是表示带状电极的设置状态的侧视图;
图3是表示带状电极的具体结构的主视图;
图4是表示带状电极的设置状态的俯视图;
图5是表示带状电极的设置状态的主视图;
图6是表示引导辊的具体结构的主视图;
图7是表示带状电极的另一例子的主视图;
图8是表示带状电极的又一例子的主视图;
图9是表示带状电极的再一例子的主视图;
图10是表示带状电极的其他例子的主视图;
图11是表示控制部的具体结构的主视图;
图12是表示控制单元的具体结构的框图。
图中:3-挤出机,4a-熔融薄片状体,5-移动冷却体,6-电晕放电部,10-带状电极,10a-突部,12-电极中央部,13a-电极耳部,18-输出部,21-卷取部,24-中央部支承部件,26-耳部调整引导件(耳部支承部件),27-绝缘体。
具体实施方式
图1是表示本发明的薄片制造装置的实施方式。该制造装置具有:挤出机3,其通过加热混炼使从加料斗1投入的热塑性树脂成为熔融状态,并从由T模等构成的挤出嘴2呈薄片状挤出;移动冷却体5,其由冷却滚筒等构成,对从该挤出机3挤出的熔融薄片状体4a进行冷却;流光电晕放电部6,其通过对上述熔融薄片状体4a进行流光电晕放电,来使熔融薄片状体4a密接于移动冷却体5;第一拉伸部7,其对被上述移动冷却体5冷却的薄片状体4b在长度方向或宽度方向上进行拉伸;第二拉伸部8,其对上述薄片状体4b在宽度方向或长度方向进行拉伸;以及卷取辊9,其卷取拉伸后的薄片4c。
在上述流光电晕放电部6,如图2-1、2-2~图3所示,沿着熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的周面的接触点的附近设置有带状电极10。该带状电极10由铁或不锈钢等金属材料构成,在其前端部、即与上述熔融薄片状体4a的表面相对一侧的端部,通过以一定间隔形成矩形的切口等,以规定间隔(排列节距)W在与熔融薄片状体4a的输送方向正交的方向上设置具有规定突出量J的多个突部10a。并且,上述带状电极10的突部10a被设置成:隔开规定的间隙H与位于移动冷却体5上的熔融薄片状体4a相对。
使带状电极的长边重叠于在连结熔融薄片状体4a的相对于移动冷却体5周面的接触点Z、和移动冷却体5的旋转中心轴的直线上移动时的电极的突部与接触点的距离设为相隔H。
在具有上述结构的带状电极10与移动冷却体之间从直流高压电源11施加规定电压,通过从上述带状电极10对移动冷却体5上的熔融薄片状体4a进行流光电晕放电,连续地赋予大量电荷来使上述熔融薄片状体4a静电密接于移动冷却体5。
所谓的上述流光电晕放电,是指例如施加正电压的带状电极10与作为接地体的熔融薄片状体4a桥接来进行稳定的电晕放电的状态。即,如果使施加于上述带状电极10与移动冷却体5之间的电压上升,则在最初产生暗电流状态(没有持续性的放电现象)之后,成为辉光电晕放电状态,接着,通过从上述带状电极10的放电,空气被离子化,成为持续地流通有稳定的电流的流光电晕放电状态。如果从该状态进一步使电压上升则成为火花放电状态。
从电压与电流的关系来看上述各放电现象,在暗电流区域存在欧姆定律成立的微小电流区域、即与电压成比例地流通电流的区域,和即使提高电压电流也不增加的区域,如果从该区域进一步使电压上升,则成为电流急剧地增加的状态,该区域是辉光电晕放电区域,可确认出覆盖电极表面的紫色的发光。如果从该辉光电晕放电区域进一步提高电压,则成为流光电晕放电状态,此时,可看到桥接电极与接地体的发光。如果具体地看施加于电极的电压V(kV)、与对应于作为接地体的薄片状体的宽度尺寸的电流值I(mA/cm)的关系,则成为I<0.025×V-0.12的区域是暗电流区域或者辉光电晕放电区域,成为I≥0.025×V-0.12的区域是流光电晕放电区域。
对于如上述那样从挤出机3挤出到移动冷却体5上的熔融薄片状体4a,从上述电晕放电部6的带状电极10进行流光电晕放电,对上述熔融薄片状体4a赋予大量的电荷,由此,该熔融薄片状体4a成为静电密接于移动冷却体5的状态,在与被供给到该移动冷却体5的冷却水等冷却介质之间进行热交换,来冷却上述熔融薄片状体4a。
上述带状电极10的厚度被设定在5μm~200μm的范围内,其适宜的范围是10μm~100μm。如果上述带状电极10的厚度小于等于5μm,则其强度下降而容易断裂,如果上述带状电极10的厚度大于等于200μm,则电场的集中度下降而难以适宜地产生流光电晕放电。为了提高上述带状电极10的前端部处的电场的集中度高效地产生流光电晕放电,需要将上述突部10a的突出量J设定成大于等于0.1mm。该突出量J优选为被设定成大于等于0.5mm,更优选为设定成大于等于1mm。而且,对于上述突出量J的最大值并没有特别的限定,但即使超过20mm也不能相应较大程度地发挥提高电场的集中度的功能上的优点,而且,必须使上述带状电极10的宽度尺寸提高到必要以上,因此,从经济性方面来看上述突出量优选为小于等于20mm。
如果将熔融薄片状体4a相对于上述移动冷却体5的密接力F[Pa]作为库仑力来考察,则如下述式子所示。在下式中,q是薄片上的电荷[C]、E是薄片的电场[V/m]、S是由每单位时间(1s)的移动的薄片的长度与宽度尺寸定义的薄片的面积[cm2]、i是静电密接电极流通的电流[A]、V是施加于电极的电压[V]、v是移动冷却体5的移动速度[m/s],w是通过静电密接而被冷却的薄片的宽度[m]、k是由式子k=E/V定义的电场集中度[l/m],在形状简单的情况下通过解析计算求出,在形状复杂的情况下使用有限要素法的数值计算来求出。
F[Pa]=q[C]×E[V/m]/S[cm2]
=i·V·k/(v·w)[Pa]
从上式可以看出,熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的静电密接力由施加于电极的电压V、电流I以及电场集中度k来确定,通过提高该电场集中度k,就能够增大静电密接力F。
并且,如果上述带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H没有达到一定值,则有可能带状电极10的前端部与熔融薄片状体4a接触而对熔融薄片状体4a造成损坏,如果上述间隙H大于等于一定值,则为了适宜地产生流光电晕放电,需要相当高的施加电压,从而就不可能避免易发生火花放电。因此,上述带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H被设定在0.5mm~10mm的范围内。
如果被排列在与上述熔融薄片状体4a的输送方向正交的方向上的上述突部10a的设置间距W大于等于一定值,则从带状电极10的各突部10a向熔融薄片状体4a的放电间隔变得过大,其间倾向于容易产生筋状的密接不良的部分。为了防止这样的弊端,需要将上述设置间隔W设定成小于带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H的5倍。并且,如果减小被设置于上述带状电极10的相邻接的突部10a的设置间隔W,则难以成形突部10a,并且难以从全部的突部10a产生有效的电晕放电,因此,上述设置间隔W的适宜范围是在带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H的0.1倍~3倍的范围内,更适宜的范围是在上述间隔H的0.2倍~2倍的范围内。
并且,上述带状电极10,如图4以及图5所示,中央部(以下,称为电极中央部)12沿着熔融薄片状体4a的宽度方向(箭头α方向)被设置成直线状,并且位于其外侧的带状电极10的外部(以下,称为电极外部)13被配置成位于熔融薄片状体4a的输送方向(箭头β方向)的下游侧。另外,带状电极10被构成为,在通过具有下述制动马达16以及卷取马达19的移动驱动机构被赋予一定的张力的状态下,沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α被移动驱动。
即,在上述移动冷却体5的一侧端部侧配置有具有制动马达16以及输出辊17的输出部18,并且在移动冷却体5的另一侧端部侧,配置有具有卷取马达19以及卷取辊20的卷取部21。然后,上述制动马达16以及卷取马达19成为工作状态,从输出部18的输出辊17输出带状电极10,并且在卷取部21的卷取辊20卷取上述带状电极10,由此,带状电极10沿着熔融薄片状体4a的宽度方向(箭头α方向)移动。并且,通过将上述卷取马达19的驱动转矩的值设定得比制动马达16的驱动转矩的值大,在带状电极10的移动驱动时对带状电极10赋予一定的张力。
在收容了上述输出部18以及卷取部21的两驱动单元22分别突出设置安装板23,并且在该安装板23旋转自如地设置有由引导辊构成的中央部支承部件24,通过在该中央部支承部件24支承带状电极10,位于熔融薄片状体4a的中央部侧的电极中央部12沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α被设置成直线状。并且,在上述中央部支承部件24的外侧配置有在熔融薄片状体4a的输送方向β的下游侧旋转自如地被支承的由引导辊构成的外部支承部件25,在该外部支承部件25,通过支承上述电极1外部13,设置有左右一对的电极外部13,使其在熔融薄片状体4a的输送方向β的斜下游侧拉伸。
在上述中央部支承部件24与外部支承部件25之间旋转自如地支承有由引导辊构成的耳部调整引导件26。该耳部调整引导件26被支承为可以沿着熔融薄片状体4a的输送方向β滑动,并且通过由图外的执行元件构成的位移量调节机构在薄片输送方向β的上游侧或下游侧对其进行滑动驱动。而且,对应于上述耳部调整引导件26的滑动位移,来调节熔融薄片状体4a的输送方向β上的上述电极中央部12与后述的电极耳部13a之间的距离X。
另外,收容了上述输出部18以及卷取部21的两驱动单元22被构成为,分别通过图外的引导部件被支承为可以沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α滑动,并且通过图外的执行元件在薄片宽度方向α上被滑动驱动。而且,通过在使上述输出部18侧的中央支承部件24、和卷取部21侧的中央支承部件24接近或者离开的方向上滑动驱动上述两驱动单元22,由此,沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α被设置成直线状态的上述电极中央部12的长度δ变化。
并且,收容了上述输出部18以及卷取部21的两驱动单元22,通过被图外的执行元件升降驱动,来调节上述带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H。如果该间隙H没有达到一定值,则带状电极10的前端部与熔融薄片状体4a有可能接触从而给熔融薄片状体4a造成损伤,如果上述间隙H大于等于一定值,则为了适宜地产生流光电晕放电,需要产生相当高的施加电压,从而就不可能避免易发生火花放电。因此,上述带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H优选通过上述两驱动单元22的升降驱动被调节在0.5mm~10mm的范围内。
如果被排列在与上述熔融薄片状体4a的输送方向正交的方向上的上述突部10a的设置间距W大于等于一定值,则从带状电极10的各突部10a向熔融薄片状体4a的放电间隔变得过大,其间倾向于容易产生筋状的密接不良的部分。为了防止这样的弊端,需要将上述设置间隔W设定成小于带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H的5倍。并且,如果减小被设置于上述带状电极10的相邻接的突部10a的设置间隔W,则难以成形突部10a,并且难以从全部的突部10a产生有效的电晕放电,因此,上述设置间隔W的适宜范围是在带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H的0.1倍~3倍的范围内,更适宜的范围是在上述间隔H的0.2倍~2倍的范围内。
在上述驱动单元22的下方,为了阻止从电极外部13对移动冷却体5直接放电,配置有由具有绝缘性的板材构成的绝缘体27,由此,作为带状电极10起作用的放电范围γ被限定在对应于熔融薄片状体4a的宽度尺寸的范围。即,如果将上述放电范围γ所包含的电极外部13定义为电极耳部13a,则其外侧端部位置被上述绝缘体27的内侧端部位置限制。
并且,构成中央支承部件24以及耳部调整引导件26等的引导辊的材质并没有特别的限定,但为了保证耐热性以及精密性,优选的是通过氟系树脂、聚酰亚胺或陶瓷等绝缘材料或金属性材料构成上述各引导辊。但是,在使用金属性材料的情况下,为了防止对于熔融薄片状体4a的流光电晕放电紊乱,优选用绝缘性材料覆盖与上述带状电极10接触的面。而且,如果基于上述引导辊与带状电极10的位置关系使上述流光电晕放电不会紊乱,就没有必要用上述绝缘性材料覆盖由金属制材料构成的引导辊。
构成上述中央部支承部件24的引导辊、与由其支承的带状电极10的上下方向上的位置关系被设定为:带状电极10的下端部比上述中央部支承部件24的底面向下方突出规定距离M(参考图5)。由该距离M构成带状电极10突出量在0.3mm~5mm的范围内是合适的,更合适的是在0.5mm~3mm的范围内。因为如果上述距离M没有达到0.3mm,则在带状电极10的移动驱动时,其下端部成为不能从上述中央部支承部件24的底面向下方突出的状态,有可能妨碍对熔融薄片状体4a的流光电晕放电。另一方面,因为如果突出量(距离M)比5mm大,则由于在上述带状电极10移动驱动时作用的张力,带状电极10容易从上述中央部支承部件24脱落。
并且,如果上述带状电极10的宽度尺寸小,则在沿着构成中央部支承部件24以及耳部调整引导件26等的引导辊使带状电极10移动时,难以维持其移动稳定性,并且由于对带状电极10作用有张力,难以避免带状电极10容易断裂。反之,即使带状电极10的宽度尺寸过大(超过了需要),功能上也没有太多优点,却产生装置大型化的缺陷。因此,优选将上述带状电极10的宽度尺寸设定在5mm~30mm的范围内,更优选为在10mm~20mm的范围内。
并且,上述带状电极10的放电范围γ的左右两侧端部、与熔融薄片状体4a的侧端部的距离用Y1表示的电极耳部13a的侧端位置优选大于等于3mm,更优选为在10mm~20mm的范围内。因为如果上述距离Y1短,则在对应于移动冷却体5对薄片牵引速度变快而使上述施加电压上升的情况下,从带状电极10对移动冷却体5进行直接放电的可能性变高。另一方面,因为如果上述距离Y1大于20mm,则赋予上述熔融薄片状体4a的侧边部(薄片耳部)的电荷量不足,在薄片耳部形成有筋状的缺陷,并且薄片耳部的冷却变得不充分,容易产生结晶白化,在拉伸工序中薄片容易断裂。
另外,由熔融薄片状体4a的侧端部与电极中央部12的距离表示的电极中央部12的侧端位置Y2的适宜范围,是30mm~120mm,更适宜的范围是40mm~100mm。因为如果上述电极中央部侧端位置Y2没有达到30mm,则即使上述耳部调整引导件26滑动位移,也不能充分地调节熔融薄片状体4a的输送方向β上的上述电极中央部12与电极耳部13a之间的距离X、即电极耳部13a向薄片输送方向的下游侧的位移量。另一方面,因为如果上述电极中央部侧端位置Y2大于120mm,则对应于使上述耳部调整引导件26滑动位移,熔融薄片状体4a的输送方向β上的上述电极中央部12与电极耳部13a之间的距离X变化极大,难以对其进行准确的调节。因此,通过使上述驱动单元22在薄片宽度方向α滑动位移,而在上述范围内调节电极耳部13a的侧端位置。
并且,构成上述外部支承部件25以及耳部调整引导件26的引导辊,如图6所示,由在上下设置了凸缘部25f的带槽辊构成,在上述带状电极10移动驱动时,通过两凸缘部25f限制其上下动作。并且,在上述输出部18以及卷取部21设置的输出辊17以及卷取辊20,也与上述引导辊同样地,由在上下设置了凸缘部的带槽辊构成。
在上述薄片的制造装置,如图11所示,优选的是设置有速度控制机构28和静电密接控制机构29,所述速度控制机构28控制上述移动冷却体5对熔融薄片状体4a的牵引速度;所述静电密接控制机构29对由在上述流光电晕放电的进行时从带状电极10向熔融薄片状体4a通电的电流或带状电极10的设置位置等构成的控制对象进行控制,使得对应于被该速度控制机构28控制的熔融薄片状体4a的牵引速度、使熔融薄片状体4a的静电密接状态成为适宜的状态。
在重合从多台挤出机3分别在熔融状态下挤出的热塑性树脂来制造薄片的制造装置中,例如表1所示,考虑了以下参数等作为控制对象,即,来自各挤出机3的热塑性树脂的挤出量Q1~Qm(kg/h)、带状电极10相对于被预先设定的基准坐标点的薄片宽度方向位置Y、带状电极10相对于被预先设定的基准坐标点的薄片输送方向位置L、电极耳部13a向薄片输送方向β的位移量X、带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H以及从带状电极10向熔融薄片状体4a的通电电流A。然后,为了求出对应于上述熔融薄片状体4a的牵引速度的上述各控制对象的最佳值预先进行实验,基于该实验数据,如下述表1所示,制作由熔融薄片状体4a的牵引速度K构成的控制因素与各控制对象的最佳值的对应表,通过从该对应表读出与当前时刻的熔融薄片状体4a的牵引速度K对应的上述各控制对象的最佳值,由此执行由上述静电密接控制机构29进行的控制。
[表1]
项目 | 单位 | 值1 | 值2 | 值3 | 值n | |
牵引速度K | (m/min) | K1 | K2 | K3 | … | Kn |
热塑性树脂挤出量(Q1) | (kg/h) | Q11 | Q12 | Q13 | … | Q1n |
热塑性树脂挤出量(Q2) | (kg/h) | Q21 | Q22 | Q23 | … | Q2n |
| … | |||||
热塑性树脂挤出量(Qm) | (kg/h) | Qm1 | Qm2 | Qm3 | … | Qmn |
电极侧端位置(Y) | (mm) | Y1 | Y2 | Y3 | … | Yn |
电极前后位置(Y) | (mm) | L1 | L2 | L3 | … | Ln |
耳部位移量(X) | (mm) | X1 | X2 | X3 | … | Xn |
间隔(H) | (mm) | H1 | H2 | H3 | … | Hn |
电流设定值(A) | (mA) | A1 | A2 | A3 | … | An |
例如,在对应于速度控制机构28的输出信号确认了当前时刻的牵引速度是K1的情况下,作为上述热塑性树脂的挤出量从表1所示的对应的表读出Q11~Q1m(kg/h),通过将对应于这些值的控制信号输出到各挤出机3等,在静电密接控制机构29执行各挤出机3的挤出量为Q11~Q1m(kg/h)的控制。并且,基于上述牵引速度K1,从上述对应表分别读出作为带状电极10相对于基准坐标点的薄片宽度方向位置以及薄片输送方向位置的Y1、L1,将对应于这些值的控制信号输出到上述驱动单元22的左右驱动执行元件22a以及前后驱动执行元件22b,驱动单元22沿着薄片宽度方向α以及薄片输送方向β被滑动驱动,由此,分别执行带状电极10相对于上述基准坐标点的薄片宽度方向位置以及薄片输送方向位置成为Y1、L1的控制。
另外,基于上述牵引速度K1,从上述对应表读出电极耳部13a向薄片输送方向的位移量X1,向在薄片宽度方向α滑动驱动上述耳部调整引导件26的耳部驱动执行元件26a输出对应于上述位移量X1的控制信号,在薄片输送方向滑动驱动耳部调整引导件26,由此,执行电极耳部13a向薄片输送方向的位移量成为X1的控制,与此同时,从上述对应表读出带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H1,将对应于该值的控制信号输出到驱动单元22的升降驱动执行元件22c,升降驱动上述带状电极10,由此,执行带状电极10与移动冷却体5的间隙成为H1的控制。
并且,基于上述牵引速度K1,从上述对应表读出从带状电极10向熔融薄片状体4a的通电电流A1,将对应于该值的控制信号输出到直流高压电源11,由此,在实行流光电晕放电时,执行从直流高压电源11经由上述带状电极10向熔融薄片状体4a通电的电流成为A1的控制。
具体地说,在将从上述挤出机3挤出的热塑性树脂的挤出量调节成在正常生产时的一半以下的薄片的生产开始时,将上述移动冷却体5的熔融薄片状体4a的牵引速度设定成20m/min左右的低速,并且,在带状电极10的前端部接近于熔融薄片状体4a相对于上述移动冷却体5的接触点Z,使上述接触点Z与带状电极10的间隙H成为例如5mm左右的状态下,将从上述直流高压电源11经由带状电极10向熔融薄片状体4a通电的电流设定成4.5mA左右来进行流光电晕放电。在该状态下,就不能够进行均匀的流光电晕放电,而成为在熔融薄片状体4a产生气泡状的缺陷或筋状的缺陷的状态。
然后,在上述速度控制机构28中执行使熔融薄片状体4a的牵引速度从上述状态每隔规定时间顺次上升的控制,并且,基于该牵引速度,在静电密接控制机构29执行将控制对象自动成为最佳值的控制,所述控制对象由从上述挤出机3挤出的热塑性树脂的挤出量、从上述带状电极10向熔融薄片状体4a通电的电流、该带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H以及带状电极10的设置位置等构成。例如,如表2所示,执行如下控制:使上述牵引速度从30m/min经过规定时间(变化时间)以10m/min为单位顺次上升到90m/min,并且,对应于此、使由通电电流构成的控制对象从10mA顺次上升到58mA。而且,取代每一定速度(10m/min)以规定时间使牵引速度上升的如表2所示的实施方式,也可以每隔一定时间使牵引速度每次上升规定速度。
如上述那样进行均匀的流光电晕放电,熔融薄片状体4a对于移动冷却体5的密接力增大,上述气泡状的缺陷或筋状的缺陷消失,并且上述熔融薄片状体4a静电密接于移动冷却体5,从而有效地被冷却。
上述带状电极与直流高压电源11的正电极连接,移动冷却体5与直流高压电源11的负电极连接。并且,在上述薄片的制造装置,如图12所示,优选设置控制单元16,所述控制单元16具有:电压控制机构13,其控制从直流高压电源11施加于带状电极10的施加电压;电流控制机构14,其控制从上述带状电极10对熔融薄片状体4a通电的通电电流;切换控制机构15,其通过对应于由移动冷却体5进行的熔融薄片状体4a的牵引速度而进行的作业者的操作,来切换上述电压控制机构13的电压控制状态和电流控制机构14的电流控制状态。
具体地说,在从上述挤出机3挤出的热塑性树脂的挤出量被调节成正常生产时的一半以下的薄片的生产开始时,将上述移动冷却体5的熔融薄片状体4a的牵引速度设定在10m/min以下的低速,并且带状电极10的前端部接近于熔融薄片状体4a相对于上述移动冷却体5的接触点Z,使上述接触点Z与带状电极10的间隙H成为小于等于10mm的适宜值(例如5mm左右)的状态下,将由移动冷却体5进行的熔融薄片状体4a的牵引速度设定在小于等于10m/min的低速,开始卷取熔融薄片状体4a。
然后,慢慢地使上述牵引速度上升,并且执行将从上述直流高压电源11施加于带状电极10的施加电压的目标值设定成4kV~6kV,使施加电压慢慢上升的电压控制,同时,进行流光电晕放电。在该状态下,不能进行均匀的流光电晕放电,成为在熔融薄片状体4a产生气泡状的缺陷或筋状的缺陷的状态。接着,在上述熔融薄片状体4a的牵引速度上升到例如60m/min左右的正常生产速度的时刻,维持该牵引速度,并使施加电压上升到7kV~10kV。
由于对应于上述施加电压的上升进行均匀的流光电晕放电,通过熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的密接力增大,上述气泡状的缺陷或筋状的缺陷消失。在该时刻,从上述电压控制机构13的电压控制状态切换成电流控制机构14的电流控制状态,维持上述缺陷的消失时刻的电流值。这样通过从上述带状电极10对移动冷却体5上的熔融薄片状体4a进行流光电晕放电,来连续地赋予大量的电荷,由此,上述熔融薄片状体4a静电密接于移动冷却体5。
这样,薄片制造装置具有:挤出机3,其使具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;移动冷却体5,其冷却从该挤出机3挤出的熔融薄片状体4a;带状电极10,其沿着熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的接触点Z而被配置,其中,设有控制对上述带状电极10施加的电压的电压控制机构13、控制从上述带状电极10向熔融薄片状体4a通电的电流的电流控制机构14,在通过从上述带状电极10对熔融薄片状体4a进行流光电晕放电来使熔融薄片状体4a静电密接于移动冷却体5时,对应于上述移动冷却体5的熔融薄片状体4a的牵引速度来切换上述电压控制机构13的电压控制状态和电流控制机构14的电流控制状态,因此,通过将上述移动冷却体5的薄片牵引速度设定成高速,使熔融薄片状体4a适宜地密接于移动冷却体5来进行均匀地冷却,存在能够以高速且高效地制造具有均匀的厚度并且表面缺陷少的薄片的优点。
例如,在从挤出机3挤出的热塑性树脂的挤出量处于比正常生产时少的状态的薄片的生产开始时,从将上述移动冷却体5的熔融薄片状体4a的牵引速度设定成低速的状态,实行慢慢地使牵引速度上升的速度控制,与此相对应,通过执行由上述电压控制机构13进行的施加电压的控制,不会产生因上述牵引速度变化而引起的放电状态不稳定的情况,能够进行稳定的流光电晕放电。
即,在上述薄片的生产开始时,在执行将对于带状电极10的施加电压维持在预先已设定的目标值的控制的情况下,由于熔融薄片状体4a的牵引速度上升,供给到上述接触点Z的单位时间内的热塑性树脂的量增大,由此对上述熔融薄片状体4a通电的电流增大。由此,上述熔融薄片状体4a的牵引速度上升,熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的接触点位置变化,对应于此,不会如:在使对带状电极10施加的电压变化,执行将上述通电电流维持在一定值的定电流控制的情况那样,产生上述施加电压极度上升而产生火花放电的情况,能够适宜地进行上述流光电晕放电。另外,对应于上述牵引速度以及施加电压变化,即使在熔融薄片状体4a与移动冷却体5接触之前在空中振动的情况下,能够有效地防止上述放电状态变得不稳定。而且,没有必要对应于上述牵引速度的变化来频繁地调整通电电流,所以,具有容易执行上述电压控制的优点。
而且,在上述移动冷却体5对熔融薄片状体4a的牵引速度为一定的正常牵引时等,切换成控制从上述带状电极10对熔融薄片状体4a通电的电流的电流控制状态,因此,不会如同在执行控制对上述带状电极10施加的电压的电压控制的情况那样,产生对应于施加电压的微小调整而对熔融薄片状体4a的通电电流显著变化的情况,具有能够将熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的密接力维持成一定而使薄片的厚度均匀化,并且可有效地防止薄片宽度的变化的优点。
并且,在上述实施方式中,虽然对于在需要使由移动冷却体5对熔融薄片状体4a的牵引速度从低速慢慢上升的薄片的生产开始时,执行由上述电压控制机构13进行的施加电压的控制的结构的例子进行了说明,但是为了在正常生产时使薄片的宽度或厚度等变化,也可以在由上述移动冷却体进行的熔融薄片状体的牵引速度暂时变化的情况下,从由上述电流控制机构14进行通电电流的控制切换成由上述电压控制机构13进行的施加电压的控制状态。
并且,在上述实施方式中,沿着熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的接触点Z的附近,配置具有5μm~200μm的厚度的带状电极10,并且在该带状电极10的前端部设置有具有大于等于0.1mm的突出量J的多个突部10a,因此,通过在该突部10a集中电场,能够以低电压来适宜地进行对于熔融薄片状体4a的流光电晕放电,来使上述熔融薄片状体4a静电密接于移动冷却体5。因此,不会出现:薄片的表面被粗糙化变得不透明,或在上述熔融薄片状体4a与移动冷却体5之间空气被部分地捕捉,而在薄片的表面形成泡状或筋状的缺陷等的弊端,从而具有能够有效地冷却熔融薄片状体4a的优点。
而且,通过熔融薄片状体4a密接于上述移动冷却体5,将带状电极10配置于处于难以振动状态的熔融薄片状体4a的接触点Z的附近,能够有效地防止因熔融薄片状体4a的振动而引起的熔融薄片状体4a与带状电极10接触的情况的发生,并且能够适宜地从上述带状电极10对熔融薄片状体4a进行流光电晕放电。并且,不会产生:因产生上述火花放电而熔融薄片状体4a断裂并卷在移动冷却体5上、或带状电极10破损,或者形成薄片表面缺陷等弊端,能够稳定并连续地对熔融薄片状体4a赋予较多的电荷,因此,即使在将上述移动冷却体5的薄片安装速度设定成高速的情况下,也能够适宜地使熔融薄片状体4a密接于移动冷却体5对其进行均匀地冷却,有个优点是,能够高效地制造具有良好特性的薄片。
并且,如果上述带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H没有达到一定值,则带状电极10的前端部有可能接触于熔融薄片状体4a并对熔融薄片状体4a造成损伤,如果上述间隙H变得大于等于一定值,则为了适宜地产生流光电晕放电,产生了相当地提高施加电压的需要,从而就不可能避免易发生火花放电。因此,上述带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H被设定在0.5mm~10mm的范围内。
作为利用上述挤出机3加热混炼并被挤出的热塑性树脂,其熔融电阻率值R只要是大于等于0.3×108(Ω·cm)的就可以,并没有特定的限定,设想以下的树脂。而且,在对热塑性树脂进行真空干燥之后,装入具有50mm直径的试验管,在氮气的气体介质中熔融之后,在250℃的氮气的气体环境下,在上述热塑性树脂中插入一对铜制电极,在从直流高压产生装置对该两电极施加电压的状态下,根据测量的电流值、电压值、电极面积以及电极间距离,基于公式R=(V·S/I·L)求出上述熔融电阻率值R。而且,在该公式中,V是电压值、S是电极面积、I是电流值、L是电极间距离。
作为上述熔融电阻率值高的热塑性树脂,可以适宜地使用:例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯或者以构成这些树脂的聚合物成分为主成分的共聚物构成的聚酯系树脂。
在使用了上述共聚物的情况下,作为其二羧酸成分可以列举出:己二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸;对苯二甲酸、异苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、1,2-双苯氧基乙烷-p,p′-二羧酸等芳香族二羧酸;以及这些酯形成衍生物(2,5-二甲基对苯二甲酸等)等。而且,也可以使用苯偏三酸以及苯均四酸等多官能团羧酸等。
并且,作为上述共聚物的二醇成分,使用:乙二醇、丙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、二甘醇、1,4-环己烷二甲醇、三甲醇丙烷、p-二甲苯二醇等或分子量为150~2000的聚对苯二甲酸乙二酯等。
而且,在上述聚酯系树脂的组成物中,也可以含有例如由防止带电剂、UV吸收剂或稳定剂等构成的各种公知的添加剂。
并且,取代熔融电阻率值高的上述聚酯系树脂,也可以使用:通过混合熔融电阻率值低的材料与各种添加剂(例如熔融电阻率值高的树脂),将其熔融电阻率值调整到大于等于0.3×108(Ω·cm)的材料。
作为利用上述挤出机3加热混炼的热塑性树脂,使用具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的聚对苯二甲酸乙二酯,并且对于利用结构的制造装置来制造薄片的薄片制造方法进行以下的说明。首先,对根据需要以赋予易滑性为目的而配合了粒子的聚对苯二甲酸乙二酯的颗粒进行真空干燥之后,将其供给到挤出机3来加热混炼。然后,从上述挤出机3的挤出嘴2挤出例如具有280℃温度的熔融薄片状体4a使其与移动冷却体5的周面接触。
如上述那样,沿着被挤出到移动冷却体5上的熔融薄片状体4a与移动冷却体5的接触点附近,配置有带状电极10,所述带状电极10设置有具有5μm~200μm的厚度,并在前端部设置有具有大于等于0.1mm的突出量J的多个突部10a,使带状电极10接近于上述接触点,使得该带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H成为小于等于10mm。然后,通过使电极中央部12被上述中央部支承部件24支承,沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α将电极中央部12设置成直线状,并且通过将电极耳部13a被由上述耳部调整引导件26构成的耳部支承部件支承,在使电极耳部13a移到上述熔融薄片状体4a的输送方向β的下游侧的状态下进行设置。
并且,根据需要,通过使上述耳部调整引导件26沿着薄片输送方向β滑动,调节上述电极耳部13a向上述薄片输送方向β的下游侧的位移量X,并且沿着上述熔融薄片状体4a的宽度方向,连续或间断地使带状电极10移动,并在上述熔融薄片状体4a的冷却工序中,对带状电极10与移动冷却体5之间施加直流的高电压。其结果是,通过从带状电极10的突部10a对熔融薄片状体4a进行流光电晕放电,而对熔融薄片状体4a赋予大量的电荷,该熔融薄片状体4a带电,成为熔融薄片状体4a静电密接于上述移动冷却体5的周面的状态,有效地进行冷却。
通过使上述熔融薄片状体4a密接于移动冷却体5来对其冷却,并将得到的薄片状体4b供给到第一拉伸部7,在将该薄片状体4b在其长度方向拉伸之后,供给到第二拉伸部8,通过使薄片状体4b沿其宽度方向拉伸,制造具有规定宽度尺寸以及厚度的薄片4c,在卷取辊9将其卷取。
这样,由于形成有如下的结构:设置了挤出机3,其使具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;移动冷却体5,其冷却从该挤出机3挤出的熔融薄片状体4a;带状电极10,其具有5μm~200μm的厚度,沿着熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的接触点而配置,并在前端部设置具有大于等于0.1mm的突出量J的多个突部10a,沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α将电极中央部12设置成直线状,并且在使电极耳部13a移到熔融薄片状体4a的输送方向β的下游侧的状态下,通过从上述带状电极10对熔融薄片状体4a进行流光电晕放电,使熔融薄片状体4a静电密接于移动冷却体5,因此,通过将上述移动冷却体5的薄片牵引速度设定成高速,并使熔融薄片状体4a适宜密接于移动冷却体5来进行均匀的冷却,由此,可以高速且高效地制造具有均匀的厚度且没有表面缺陷的薄片。
并且,构成与上述移动冷却体5对熔融薄片状体4a的牵引速度对应而对控制对象进行控制的结构,所述控制对象由从上述挤出机3挤出的热塑性树脂的挤出量、从上述带状电极10对熔融薄片状体4a通电的电流、施加于该带状电极10的电压、带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H以及带状电极10的设置位置等构成,因此,通过将上述移动冷却体5的薄片牵引速度设定成高速,并使熔融薄片状体4a适宜地密接于移动冷却体5来进行均匀的冷却,由此,可以高速且高效地制造具有均匀的厚度且没有表面缺陷的薄片。
即,使用具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂作为原材料,并且利用移动冷却体5高速地牵引由该热塑性树脂构成的熔融薄片状体4a,而提高生产率的结构的情况下,在薄片的生产开始后使上述熔融薄片状体4a的牵引速度从低速区域慢慢向高速上升,此时,通过熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的接触点移动等,用于适宜地进行上述流光电晕放电的条件有显著变化的倾向。因此,如果带状电极10相对于上述接触点的设置位置以及对上述熔融薄片状体4a的通电电流等的条件设置发生错误,则发生火花放电,熔融薄片状体4a断裂,或者有移动冷却体5损坏等弊端,但通过上述那样,对应于由移动冷却体5进行的熔融薄片状体4a的牵引速度,执行使上述带状电极10的设置位置以及通电电流等控制对象成为预先已设定的最佳值的控制,由此不会产生火花放电,能够适宜地进行上述流光电晕放电,使熔融薄片状体4a适宜地密接于移动冷却体5。
即,如果将上述移动冷却体5的移动距离设定成大于等于60m/min的高速,则在熔融薄片状体4a接触于移动冷却体5的周面时,大量的空气从其中央部向外侧被急剧挤出,因该风压使熔融薄片状体4a的左右两侧边部(耳部)卷曲而浮起,特别是在熔融薄片状体4a的宽度尺寸大于等于50mm的情况下,会产生显著的卷曲。其结果,如图2-1所示,熔融薄片状体4a的耳部与移动冷却体5的接触点Z1,与熔融薄片状体4a的中央部与移动冷却体5的接触点Z2相比,更靠薄片输送方向的下游侧,并且与此对应,上述接触点Z1、Z2的上下方向位置发生变化。
但是,沿着上述接触点Z2直线状地设置电极中央部12,并且在薄片输送方向的下游侧配置电极耳部13a,由此,因为使上述带状电极10在其长度方向全长上正确地与移动冷却体5与熔融薄片状体4a的接触点相对,所以在薄片宽度方向的整个区域都能够适宜地产生从上述带状电极10对熔融薄片状体4a流通大电流的流光电晕放电。因此,即使在将具有大于等于500mm的宽度尺寸的熔融薄片状体4a的牵引速度设定在高速的情况下,也能够有效地抑制火花放电的产生,并适宜地使熔融薄片状体4a密接于移动冷却体5来均匀地冷却,从而能够以高速且高效地制造具有均匀的厚度并且没有表面缺陷的薄片。
而且,通过设置使上述中央限制引导件26沿着薄片输送方向β滑移的位移量调节机构,能够调节上述电极中央部12与电极耳部13a之间的距离X、即上述电极耳部13a向薄片输送方向β的下游侧的位移量,或者可以对应于上述牵引速度的变化自动调节,因此,即使在对应于利用上述移动冷却体5牵引的熔融薄片状体4a的牵引速度或厚度的变化,来改变该熔融薄片状体4a的耳部与上述移动冷却体5的接触点Z1的情况下,也能够正确地使上述带状电极10在其长度方向全长上与移动冷却体5和熔融薄片状体4a的接触点相对。因此,即使在将上述那样具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂作为原材料来制造薄片的情况下,不需要过度地提高上述施加电压等的机构,能够适宜地产生流光电晕放电,可以有效地防止因从上述带状电极10对移动冷却体5流通的电流变得过大而产生的火花放电。
并且,沿着熔融薄片状体4a相对于上述移动冷却体5的接触点的附近配置有具备5μm~200μm的厚度的带状电极10,并且在该带状电极10的前端部设置具有大于等于0.1mm的突出量J的多个突部10a,因此,通过在该突部10a集中电场,能够以低电压来适宜地进行对于熔融薄片状体4a的流光电晕放电,来使上述熔融薄片状体4a静电密接于移动冷却体5。因此,不会出现:薄片的表面被粗糙化变得不透明、或在上述熔融薄片状体4a与移动冷却体5之间空气被部分地捕捉而在薄片的表面形成泡状或筋状的缺陷等的弊端,从而具有能够有效地冷却熔融薄片状体4a的优点。
而且,通过熔融薄片状体4a密接于上述移动冷却体5,将带状电极10配置在处于难以振动状态的熔融薄片状体4a的接触点的附近,能够有效地防止因熔融薄片状体4a的振动而引起的熔融薄片状体4a与带状电极10接触的情况的发生,并且能够适宜地从上述带状电极10对熔融薄片状体4a进行流光电晕放电。另外,不会产生因产生上述火花放电而熔融薄片状体4a断裂并卷在移动冷却体5上、带状电极10破损,或者形成薄片表面缺陷等弊端,能够稳定并连续地对熔融薄片状体4a赋予较多的电荷,因此,即使在将上述移动冷却体5对薄片牵引速度设定成高速的情况下,也能够适宜地使熔融薄片状体4a密接于移动冷却体5对其进行均匀地冷却,有个优点是,能够高效地制造具有良好特性的薄片。
并且,在使上述带状电极10的耳部13a向熔融薄片状体4a的输送方向β的下游侧的位移的状态下,利用移动驱动机构驱动从设置在移动冷却体5的一侧端部侧的输出部18输出的带状电极10,使其卷取于设置在移动冷却体5的另一侧端部侧的卷取部21,由此,使带状电极10沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α移动,并从带状电极10对熔融薄片状体4a进行流光电晕放电,因此,能够有效地防止带状电极10接触于熔融薄片状体4a的情况的发生,并且总是使新的带状电极10位于沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α的位置,由此有个优点是能够防止因升华物等杂质附着于带状电极等而引起的接触不良的产生。
并且,如上述实施方式所示那样,在将带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H设定在0.5mm~10mm的范围内的情况下,不会使施加电压变得过高,能够使电场集中在上述突部10a,产生对熔融薄片状体4a流通大电流的流光电晕放电,由此,能够对熔融薄片状体4a赋予大量的电荷,使该熔融薄片状体4a静电密接于上述移动冷却体5的周面。因此,即使在将上述移动冷却体5的薄片牵引速度设定成例如大于等于60m/min的高速的情况下,也能够使熔融薄片状体4a适宜地密接于移动冷却体5来均匀地冷却,不会产生薄片的表面粗糙化而透明性下降等的弊端,能够提高薄片的生产率。
在上述实施方式中,由于将设置在带状电极10的相邻接的突部10a的设置间隔W设定成小于上述带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H的5倍,所以能够防止在从带状电极10的各突部10a对熔融薄片状体4a进行流光电晕放电时的相邻接的放电部的间隔变大,能够产生均匀的流光电晕放电。因此,有个优点是,能够有效地防止相对于上述移动冷却体5的密接性高的部分与低的部分交替产生的现象、即产生筋状的密接不良部分,能够均匀地冷却熔融薄片状体4a整体。
并且,在上述实施方式中,通过使收容了输出部18以及卷取部21的两驱动单元22在熔融薄片状体4a的宽度方向α上滑动,使沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α被配置成直线状的电极中央部12的长度,对应于熔融薄片状体4a的宽度尺寸变化,因此,即使在由于熔融薄片状体4a的移动速度增减等使其宽度尺寸变化的情况下,对应于其宽度尺寸的变化也能使电极中央部12的长度变化,由此,能够使电极中央部12以及电极耳部13a两方都正确地与移动冷却体5和熔融薄片状体4a的接触点相对,由此有个优点是在熔融薄片状体4a的整个区域能够适宜地进行流光电晕放电。
另外,在上述实施方式中,通过在电极耳部13a与移动冷却体5之间配置阻止从电极耳部13a向移动冷却体5放电的绝缘体18,阻止从上述电极耳部13a对移动冷却体5直接放电的情况的发生,因此,有个优点是能够有效地防止赋予熔融薄片状体4a的耳部的电荷量的不足。而且,在如上述那样使电极耳部13a向熔融薄片状体4a的输送方向的下游侧位移的状态下,在上述电极耳部13a与移动冷却体5之间配置绝缘体27,因此,防止带状电极10接触于该绝缘体27,并且能够使上述带状电极10接近于移动冷却体5与熔融薄片状体4a的接触点。
另外,取代如上述实施方式那样,对应于上述移动冷却体5的熔融薄片状体4a的牵引速度,控制从带状电极10向熔融薄片状体4a的通电电流,也可以控制对带状电极10的施加的电压,或者也可以在熔融薄片状体4a的牵引速度达到预先已设定的正常速度的期间,执行使对带状电极10的施加的电压成为对应于熔融薄片状体4a的牵引速度的最佳值的控制,并且在成为上述正常速度之后,进入向熔融薄片状体4a的通电电流的控制状态。
并且,在上述实施方式中,将带状电极10相对于预先已设定的基准坐标点的薄片宽度方向位置Y、带状电极10相对于预先已设定的基准坐标点的薄片输送方向位置L、以及电极耳部13a向薄片输送方向的位移量X设定成左右对称,并且使带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H在其长度方向的全长上成为一定尺寸,因此,将左右的驱动单元、即输出部18侧以及卷取部21侧的驱动单元22的左右、前后以及上下方向的移动距离设定得相等,但是也可以使上述各移动距离在输出部18侧与卷取部21侧各不相同。而且,也并不需要必须执行上述各控制对象的全部的控制,可以对其中一个或两个以上进行控制。
并且,如上述那样,将从具有输出部18以及卷取部21的移动驱动机构赋予带状电极10的张力,设定在其切断强度的5%~95%的范围内,在该状态下,在使带状电极沿着熔融薄片状体的宽度方向α移动的情况下,有个优点是,能够防止因对带状电极10赋予过度的张力而引起的带状电极10被切断的情况的发生,并且能够通过对上述带状电极10赋予适度的张力而使其稳定地移动。
如上所述,一种薄片的制造方法,其包括:挤出工序,从挤出机3将具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并挤出成薄片状;冷却工序,使从挤出机3挤出的熔融薄片状体4a密接于移动冷却体5来冷却;拉伸工序,拉伸冷却后的薄片状体4b,带状电极10沿着熔融薄片状体4a相对于上述移动冷却体5的接触点配置,具有5μm~200μm的厚度,并且在其前端部设置具有大于等于0.1mm的突出量J的多个突部10a,通过从带状电极10在上述冷却工序中对熔融薄片状体4a进行流光电晕放电,使熔融薄片状体4a静电密接于移动冷却体5,其中,沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α直线状拉伸位于上述熔融薄片状体4a的中央部的电极中央部12,并且与电极中央部12相比,使位于上述熔融薄片状体4a的两侧边部侧的电极耳部13a更移向熔融薄片状体4a的输送方向β的下游侧,在该状态下支承所述电极耳部,且通过在被设置于移动冷却体5的另一侧端部侧的卷取部21,卷取从被设置于移动冷却体5的一侧端部侧的输出部18输出的带状电极10,使带状电极10沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α移动,同时,在上述冷却工序中进行流光电晕放电,因此,能够有效地防止带状电极10接触于熔融薄片状体4a的情况的发生,并且总是使新的带状电极10位于沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α的位置,由此能够在熔融薄片状体的整个区域适宜地进行从被设置于上述带状电极10的各突部10a对熔融薄片状体4a流通大电流的流光电晕放电。因此,能够稳定且连续地对由具有大于等于0.3×108(Ω·cm)的熔融电阻率值的热塑性树脂构成的熔融薄片状体4a赋予较多的电荷,即使在将上述移动冷却体5的熔融薄片状体4a的牵引速度设定在高速的情况下,也能够有效地抑制火花放电的产生,并适宜地使熔融薄片状体4a密接于移动冷却体5来均匀地冷却,从而有个优点是能够以高速、高效且适宜地制造具有均匀的厚度并且没有表面缺陷的薄片。
而且,在上述实施方式中,对于在冷却后利用第一拉伸部7以及第二拉伸部8将薄片状体4b在薄片的长度方向以及宽度方向的两方向上拉伸的薄片制造装置进行了说明,但也可以只在上述两方向中任一个方向上拉伸。在一个方向拉伸的情况下,从其力学刚性角度来看适合使用具有大于等于10μm的厚度的薄片,在两个方向延伸的情况下,适合使用大于等于2μm的薄片。并且,也可以在上述第一、第二拉伸部的7、8的下游部设置拉伸部,进一步在长度方向以及宽度方向拉伸薄片状体4b。
并且,取代如上述那样通过以一定间隔形成矩形的切口,在前端部设置有形成为矩形的多个突部10a的上述实施方式的A型带状电极10,也可以使用:如图7所示,通过以一定间隔形成前端扩大的切口,在前端部设置有形成为前端窄的梯形的多个突部10b的上述实施方式的B型带状电极10B;或者如图8所示,通过以一定间隔形成V字状的切口,在前端部设置有形成为前端窄的三角形的多个突部10c的上述实施方式的C型带状电极10C;或者如图9所示,通过以一定间隔形成拱状的切口,在前端部设置有形成为富士山型的三角形的多个突部10d的上述实施方式的D型带状电极10D。
另外,在上述实施方式中,对于由:具有被配置于移动冷却体5的一侧端部侧的制动马达16以及输出辊17的输出部18、具有被配置于移动冷却体5的另一侧端部侧的卷取马达19以及卷取辊20的卷取部21,构成上述卷取驱动机构的例子进行了说明,但该卷取驱动机构的具体的结构并不限于上述实施方式,可以有各种变更。例如,如图10所示,也可以形成如下结构:在带状电极10的基端部(上边部)设置定位孔10f,并且在输出辊17以及卷取辊20的周面设置与该定位孔10f对应的突起,通过使该突起卡合于上述定位孔10f,在定位的状态下驱动上述带状电极10移动。
并且,也可以形成如下结构:通过使在上述中央部支承部件22与外部支承部件25之间配置的多个引导辊在薄片输送方向β滑移,调节电极耳部13a向上述薄片输送方向β的下游侧的位移量,或者也可以形成如下结构:在上述中央部支承部件22与外部支承部件25之间配置具有弯曲面的引导板,通过使上述引导板的弯曲程度变化等,调节电极耳部13a向上述薄片输送方向β的下游侧的位移量。
实施例
在本发明的实施例1-1~1-3中,对在特性粘度为0.62dl/g的聚对苯二甲酸乙二酯树脂中含有CaCO3的树脂颗粒、和不含有CaCO3的树脂颗粒进行混合,以整体构成熔融电阻率值被设定为1.2×108(Ω·cm)的原材料,对其在135℃的温度下经过大约六个小时的减压干燥(1.3hPa)之后,供给到挤出机3并在280℃的温度下加热混炼,从具有1486mm的宽度尺寸的挤出机3的挤出嘴2向移动冷却体5上挤出熔融状态的薄片状体4a。
然后,在设置了由具有10mm的宽度尺寸与50μm的厚度的不锈钢(东洋制箔株式会社制的奥氏体系SUS316)构成的带状电极,使其与由表面温度保持在30℃的金属滚筒构成的移动冷却体5的周面相对的状态下,在该带状电极与上述移动冷却体5之间施加7.8kV~10.2kV的电压并流通有45.5mA~61.8mA的电流,将上述移动冷却体5的薄片牵引速度设定在80m/min,并且在成形具有1300mm的宽度尺寸与50μm的厚度的熔融薄片状体4a同时,通过观察该熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的密接状态,得到如下述表2所示的数据。
[表2]
实施例 | 比较例 | ||||||||||
1-1 | 1-2 | 1-3 | 2-1 | 2-2 | 2-3 | 3-1 | 3-2 | 4-1 | 4-2 | ||
电极型 | D型 | D型 | D型 | ||||||||
突出量J | (mm) | 2 | 2 | 2 | |||||||
间隔W | (mm) | 1.2 | 1.2 | 1.2 | |||||||
间隙H | (mm) | 5 | 5 | 5 | |||||||
牵引速度 | (m/min) | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 70 | 70 | 60 | 60 |
放电状态 | SC | SC | |||||||||
电压 | (kV) | 7.8 | 8.3 | 10.2 | 9.7 | 8.5 | 9.5 | 9.6 | 10.1 | 8.3 | 8.5 |
电流 | (mA) | 45.5 | 49.4 | 61.8 | 59.8 | 50.7 | 58.1 | 50.6 | 54.5 | 35.4 | 38.1 |
电极的移动驱动 | (有无) | 有 | 有 | 有 | 无 | 无 | 无 | 有 | 有 | 有 | 有 |
电极耳部的侧端位置Y1 | (mm) | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 25 | 15 | 25 | 15 | 15 |
电极中央部的侧端位置Y2 | (mm) | 60 | 61 | 63 | 60 | 61 | 63 | 60 | 60 | 59 | 59 |
电极耳部的位移量X | (mm) | 4 | 6 | 8 | 4 | 6 | 8 | 0 | 0 | 3 | 3 |
电极中央部的接触点位置L2 | (mm) | 45 | 45 | 46 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
电极耳部的接触点位置L1 | (mm) | 52 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 51 | 49 |
电极移动时的张力 | (%) | 10 | 50 | 90 | 10 | 50 | 90 | 50 | 50 | 3 | 98 |
静电密接的稳定性 | 连续制膜 | ○ | ○ | ○ | △ | △ | △ | × | × | × | × |
作为上述实施例1-1~1-3中的带状电极,使用D型电极10D,所述D型电极10D如图9所示,通过在其前端部以一定间隔形成拱状的切口,而在具有2mm的突出量J的同时,设置形成为富士山型的多个突出部10d,将相邻接的突出部10d的设置间隔W设定成1.2mm,并且将上述带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙H设定成5mm。然后,将赋予上述带状电极10B的张力设定成断裂强度的10%、50%、90%,在熔融薄片状体4a的宽度方向α驱动带状电极10B移动,并且进行流光电晕放电。
另外,将由上述实施例1-1~1-3中的熔融薄片状体4a的侧端部与带状电极10B的侧端部的距离表示的电极耳部13a的侧端位置Y1分别设定为15mm,并且将由熔融薄片状体4a的侧端部与电极中央部12的距离所表示的电极中央部12的侧端位置Y2设定在60mm~63mm的范围内。另外,将由熔融薄片状体4a的输送方向上的电极中央部12与左右两端部13的距离表示的电极位移量X,在实施例1-1中设定成4mm,在实施例1-2中设定成6mm,在实施例1-3中设定成8mm。然后,由从上述移动冷却体5的顶点到熔融薄片状体4a的中央部的接触点Z2的距离所表示的电极中央部12的接触点位置L2(参考图3)是45mm左右,由从移动冷却体5的顶点到熔融薄片状体4a的左右两侧边部的接触点Z1的距离所表示的电极耳部13a的接触点位置L1是52mm~60mm。
另一方面,比较例2-1、2-2,除了不在熔融薄片状体4a的宽度方向α上移动驱动带状电极10B而使之处于停止状态的这一点以外,都与上述实施例1-1、1-2大致相同地构成,比较例2-3,除了:不在熔融薄片状体4a的宽度方向α上移动驱动带状电极10B而使之处于停止状态、同时,将由熔融薄片状体4a的侧端部与带状电极10B的侧端部的距离表示的电极耳部13a的侧端位置Y1设定为25mm的这一点以外,与上述实施例1-3大致相同地构成。
并且,比较例3-1,除了将上述电极位移量X设定为0mm,同时使熔融薄片状体4a的牵引速度为70m/min的这一点以外,与上述实施例1-2大致相同地构成,比较例3-2,除了:将上述电极位移量X设定为0mm,同时将由上述熔融薄片状体4a的侧端部与带状电极10B的侧端部的距离表示的电极耳部13a的侧端位置Y1设定为25mm的这一点以外,与上述实施例3-1大致相同地构成。
另外,比较例4-1,除了将赋予上述带状电极10B的张力设定成断裂强度的3%、同时,使熔融薄片状体4a的牵引速度为60m/min的这一点以外,与上述实施例1-1大致相同地构成,比较例4-2,除了将赋予上述带状电极10B的张力设定成断裂强度的98%的这一点以外,与上述实施例4-1大致相同地构成。
从上述数据可以得出:沿着熔融薄片状体4a的宽度方向α直线状设置上述电极的中央部12,同时只以规定距离(4mm~8mm)在熔融薄片状体4a的输送方向的下游侧配置电极10的两侧部,在该状态下,将赋予上述带状电极10B的张力设定成断裂强度的10%、50%、90%,且在熔融薄片状体4a的宽度方向α驱动带状电极10B移动,同时,进行流光电晕放电,在上述这样的本发明的实施例1-1~1-3中,熔融薄片状体4a在适宜状态下密接于移动冷却体5。
而且,在表2中,SC表示可以看到流光电晕放电现象,○记号表示经过72小时以上维持稳定的流光电晕放电而没有看到密接异常的状态。并且,在表2中,△记号表示在20小时~72小时的范围内维持稳定的流光电晕放电而没有看到密接异常的状态,×记号表示开始静电密接在数小时之内产生薄片向移动冷却体5的卷曲,不能适宜地制造薄片的状态。
另一方面,在不在熔融薄片状体4a的宽度方向α上移动驱动带状电极10B而处于停止状态的上述比较例2-1~2-3中,虽然在20小时~72小时的范围内维持了稳定的流光电晕放电,但如果超过这个时间段则可以看到卷取异常。并且,将上述电极位移量X设定成0mm的上述比较例3-1、3-2以及将赋予上述带状电极10B的张力设定在断裂强度的3%、98%的比较例4-1、4-2,开始静电密接在数小时之内产生薄片向移动冷却体5的卷曲,不能适宜地制造薄片。
在本发明的实施例2-1、2-2中,对在特性粘度为0.62dl/g的聚对苯二甲酸乙二酯树脂中含有CaCO3的树脂颗粒、和不含有CaCO3的树脂颗粒进行混合,构成整体的熔融电阻率值被设定为1.2×108(Ω·cm)的原材料,对其在135℃的温度下经过大约六个小时的减压干燥(1.3hPa)之后,供给到挤出机3并在280℃的温度下加热混炼,从具有1486mm的宽度尺寸的挤出机3的挤出嘴2向移动冷却体5上挤出熔融状态的薄片状体4a。
然后,在将表面温度T保持在30℃的状态下,将该移动冷却体5对上述熔融薄片状体4a的牵引速度设定在20m/min,同时以与其周面相对的方式设置由具有10mm的宽度尺寸与50μm的厚度的不锈钢(东洋制箔株式会社制的奥氏体系SUS316)构成的带状电极10D,使带状电极10D接近于移动冷却体5,以使该带状电极10D与上述移动冷却体5的间隙为5mm左右,在该状态下,执行电流控制以使从该带状电极10D向熔融薄片状体4a的通电电流成为4.5kV,由此,进行流光电晕放电。而且,作为上述带状电极10D,使用在前端部设置具有2mm的突出量J的富士山型的突出部10d,并且相邻接的突出部10d的设置间隔W被设定在1.2mm的带状电极。
从上述状态,如下述表3所示,执行经过300sec的时间使熔融薄片状体4a的牵引速度上升到30m/min的速度控制,并且,与此相对应,在执行使通电电流自动增大到10mA的电流控制(ACR)之后,执行经过240sec的时间使熔融薄片状体4a的牵引速度自动上升到40m/min的速度控制,并且执行使通电电流自动增大到13mA的电流控制。另外,执行经过规定的时间使熔融薄片状体4a的牵引速度从40m/min顺次地自动上升到90m/min的速度控制,并且,执行使通电电流从13mA自动增大到58mA的电流控制。
[表3]
项目 | 单位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
牵引速度 | (m/min) | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
电流设定 | (mA) | 10 | 13 | 23 | 34 | 42 | 50 | 58 |
变化时间 | (sec) | 300 | 240 | 240 | 180 | 90 | 90 | 60 |
并且,在实施例2-1中,在进行正常运转状态之后也执行电流控制(ACR),在实施例2-2中,进入正常运转状态在形成于薄片的气泡状的缺陷等消失的时刻,切换为控制状态,执行维持该施加电压的电压控制(AVR)的控制。然后,反复100次直到开始上述薄片的生产成为正常生产状态,测量这期间故障(trouble)的产生次数,并且通过观察从薄片生产开始时刻到进入正常生产状态的时间,得到如下述表4的数据。而且,在表4中,SC表示可以看到流光电晕放电现象。并且,○记号表示在反复上述作业100次的期间没有产生故障,△记号表示在反复上述作业100次的期间产生了一次至两次的故障,×记号表示在反复上述作业100次的期间产生了5次以上的故障。
[表4]
实施例 | 比较例 | |||||||
2-1 | 2-2 | 5-1 | 5-2 | 6-1 | 6-2 | 6-3 | ||
电极型 | D型 | D型 | ||||||
突出量J | (mm) | 2 | 2 | |||||
间隔W | (mm) | 1.2 | 1.2 | |||||
间隙H | (mm) | 5 | 5 | |||||
牵引速度 | (m/min) | 90 | 90 | |||||
放电状态 | SC | SC | ||||||
电源控制方式 | 低速 | ACR | AVR | ACR | AVR | |||
正常 | ACR | ACR | ACR | ACR | ||||
工序整体控制 | 有无 | 有 | 有 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 |
故障的产生状态 | ○ | ○ | × | × | × | △ | △ | |
低速~高速为止的目标完成时间 | (min) | 20 | 20 | 20 | 30 | 20 | 30 | 40 |
另一方面,比较例5-1,除了以手动来改变移动冷却体5的熔融薄片状体4a的牵引速度以及低速牵引时的向熔融薄片状体4a的通电电流的这一点以外,与上述实施例2-1大致相同地构成,在比较例5-2,除了从薄片生产开始时刻进入正常生产状态的时间设定成30min的这一点以外,与上述比较例5-1大致相同地构成。
并且,比较例6-1~6-3,除了以手动来改变移动冷却体5的熔融薄片状体4a的牵引速度以及低速牵引时的带状电极10的施加电压、并且以手动进行进入正常运转状态后的电流控制(ACR)的这一点以外,与上述实施例2-2大致相同地构成,在比较例6-1,将从薄片生产开始时刻到进入正常生产状态的时间设定成20min,在比较例6-2,将从薄片生产开始时刻到进入正常生产状态的时间设定成30min,在比较例6-3,将从薄片生产开始时刻到进入正常生产状态的时间设定成40min。
从上述数据可以得出,在对由从带状电极10D向熔融薄片状体4a的通电电流构成的控制对象自动进行控制的实施例2-1、2-2中,在反复上述作业100次的期间没有产生故障,而且可以将从薄片生产开始时刻到进入正常生产状态的时间抑制在20min左右。
对此,在对由从带状电极10D向熔融薄片状体4a的通电电流构成的控制对象进行手动控制的比较例5-1、5-2中,在反复上述作业100次的期间产生了5次以上的故障,不能适宜地制造薄片。
并且,在以手动对由施加于带状电极10D的施加电压等构成的控制对象进行调节、同时将从薄片生产开始时刻到进入正常生产状态的时间设定成20min的比较例6-1中,在反复上述作业100次的期间产生了5次以上的故障,在以手动对由施加于带状电极10D的施加电压等构成的控制对象自动进行调节、同时将从薄片生产开始时刻到进入正常生产状态的时间设定成30min、40min的比较例6-2、6-3中,在反复上述作业100次的期间产生了一次至两次的故障。
在本发明的实施例3-1、3-2中,对在特性粘度为0.62dl/g的聚对苯二甲酸乙二酯树脂中含有CaCO3的树脂颗粒、和不含有CaCO3的树脂颗粒进行混合,构成整体熔融电阻率值被设定为1.2×108(Ω·cm)的原材料,对其在135℃的温度下经过大约六个小时的减压干燥(1.3hPa)之后,供给到挤出机3并在280℃的温度下加热混炼,从具有500mm的宽度尺寸的挤出机3的挤出嘴2向由金属滚筒构成的移动冷却体5上挤出熔融状态的薄片状体4a。
然后,在将移动冷却体5的表面温度T保持在30℃的状态下,将该移动冷却体5的上述熔融薄片状体4a的牵引速度设定在5m/min的低速,同时以与其周面相对的方式,设置由具有10mm的宽度尺寸与50μm的厚度的不锈钢(东洋制箔株式会社制的奥氏体系SUS316)构成的带状电极10,使带状电极10接近于移动冷却体5,以使该带状电极10与上述移动冷却体5的间隙成为5mm左右,在该状态下,执行使施加电压慢慢上升的电压控制以使对该带状电极10施加的电压成为5kV的目标值,由此,进行流光电晕放电。
而且,作为上述带状电极10,在实施例3-1中,使用了A型电极,所述A型电极如图3所示,通过在其前端部以一定间隔形成矩形的切口,在设置了具有2mm的突出量J的矩形的突出部10a的同时,将相邻接的突出部10a的设置间隔W设定成1.2mm,在实施例3-2中,使用了B型电极,所述B型电极具有与上述实施例3-1的电极同样的尺寸,且如图7所示,通过以一定间隔形成前端扩大的切口,在前端部设置有形成为前端窄的梯形的多个突部10b。
从上述的状态慢慢地使上述挤出机3的熔融薄片状体4a的挤出量增大,同时使移动冷却体5的熔融薄片状体4a的牵引速度慢慢地上升到被设定为90m/min的正常生产速度,并且调节该带状电极10的设置位置使上述带状电极10接近于熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的接触点Z。然后,在将带状电极10与移动冷却体5的间隙H调节成为5mm左右的状态下,执行使带状电极10的施加电压上升的电压控制,在形成于薄片的气泡状的缺陷等消失了的时刻,切换成维持该通电电流的电流控制状态。
这样,以90m/min的速度设定上述移动冷却体5的薄片牵引速度,并且,成形具有390mm的宽度尺寸与140μm的厚度的熔融薄片状体4a,测量低速牵引时的电压的调节次数,同时观察薄片的厚度变动率,由此得到了下述表5所示的数据。
[表5]
而且,在上述表5中,SC表示可以看到流光电晕放电现象,AVR表示是电压控制状态,ACR表示是电量控制状态。并且,上述厚度的变动率,利用安立电气公司制的连续接触式厚度计,测量薄片每20m长的长度方向上的最大厚度与最小厚度的平均厚度,基于下式求出。
厚度变动率(%)=100×(最大厚度-最小厚度)/平均厚度
另一方面,比较例7-1,不利用上述带状电极10,而将具有30μm的直径的钨丝构成电极配置在熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的周面的接触点Z的附近。并且,将该电极与熔融薄片状体4a的间隙H设定成5mm。然后,将上述移动冷却体5的移动速度设定成30m/min,同时对上述电极施加正电压,并且使其电压与电流从低值慢慢上升来观察放电状态,并且观察薄片的厚度变动率。
并且,比较例8-1、8-2,除了从薄片的制造开始时刻、执行控制从全部带状电极10对熔融薄片状体4a通电的电流的电流控制(ACR)的这一点以外,与上述实施例3-1、3-2大致相同地构成。另外,比较例9-1、9-2,除了从薄片的制造开始时刻、执行控制对全部带状电极10施加的电压的电压控制(AVR)的这一点以外,与上述实施例3-1、3-2大致相同地构成。
在使用了上述A型电极的本发明的实施例3-1中,在对电极施加有施加电压为8.5kV的正电压而流通13.3mA的电流的时刻,进行适宜的流光电晕放电成为薄片上形成的气泡状的缺陷等消失的静电密接状态,低速牵引时的电压的调节次数为零,并且,上述厚度变动率为5.2%。并且,在使用了B型电极的实施例3-2中,在对电极施加有施加电压为8.9kV的正电压而流通14.3mA的电流的时刻,进行适宜的流光电晕放电成为薄片上形成的气泡状的缺陷等消失的静电密接状态,在低速牵引时需要一次电压调节,但上述厚度变动率为4.9%。
对此,在使用了由钨丝构成的电极的比较例7-1中,看不到流光电晕放电,为了使熔融薄片状体4a适宜地静电密接于移动冷却体5,需要将移动冷却体5的移动速度设定在极低的值(30m/min),并且对应于加快上述移动速度,能够使熔融薄片状体4a稳定地静电密接于移动冷却体5的电流范围有变窄的倾向,确认到生产率变差。
并且,在从薄片的制造开始时刻执行控制对全部带状电极10通电的电流的电流控制(ACR)的比较例8-1、8-2中,上述厚度变动率变成4.9%而比较理想,但在低速牵引时分别需要13次、11次的电压调节,确认到该调节作业很繁杂。
另外,从薄片的制造开始时刻执行控制对全部带状电极10施加的电压的电压控制(AVR)的比较例9-1、9-2中,在低速牵引时几乎不需要电压调节,上述厚度变动率分别变成7.7%、8.1%,确认到该变动率比苯发明的实施例3-1、3-2大。
在本发明的实施例4a~4c中,对在特性粘度为0.62dl/g的聚对苯二甲酸乙二酯树脂中含有CaCO3的树脂颗粒、和不含有CaCO3的树脂颗粒进行混合,构成整体熔融电阻率值被设定为1.2×108(Ω·cm)的原材料,对其在135℃的温度下经过大约六个小时的减压干燥(1.3hPa)之后,供给到挤出机3并在280℃的温度下加热混合,从具有450mm的宽度尺寸的挤出机3的挤出嘴2向移动冷却体5上挤出熔融状态的薄片状体4a。
并且,在设置了由具有10mm的宽度尺寸与50μm的厚度的不锈钢(东洋制箔株式会社制的奥氏体系SUS316)构成的带状电极10使与由表面温度保持在20℃的金属滚筒构成的移动冷却体5的周面相对的状态下,在该带状电极10与上述移动冷却体5之间施加6.9kV~10.1kV的电压并流通有7.8mA~10.4mA的电流,使上述移动冷却体5的移动速度在80m/min、90m/min、100m/min的速度下使其移动,并且在成形具有260mm的宽度尺寸与140μm的厚度的熔融薄片状体4a同时,通过观察该熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的密接状态,得到如下述表6所示的数据。
[表6]
*:SC(流光电晕放电)
作为上述实施例4a~4c的带状电极10使用了A型电极,所述A型电极如图3所示,通过在其前端部以一定间隔形成矩形的切口,设置有具有2mm的突出量J与3mm的宽度尺寸并且形成为矩形的多个突出部10a。并且,将相邻接的突出部10的设置间隔W设定成6mm,并且将上述带状电极10与熔融薄片状体4a的间隙N设定成5mm。
另一方面,在比较例10a~10c中,取代上述带状电极10将由具有30μm的直径的钨丝构成的电极设置在熔融薄片状体4a相对于移动冷却体5的周面的接触点Z的附近,并且将该电极与熔融薄片状体4a的间隙N设定成5mm,且,将施加于上述电极与移动冷却体5之间的电压值与电流值调节成各种值。并且,在比较例11a~11c中,使用厚度被设定为20μm,并且在前端部没有形成突部10a的带状电极,其他点与上述比较例10a~10c同样地构成。
从上述数据可以看出,不管是在将移动冷却体5的移动速度设定成80m/min的本发明的实施例4a、还是在设定成90m/min的实施例4b以及设定成100m/min的实施例1c的任一个中,都观察到从被设置于带状电极10的具有3mm的宽度尺寸的上述突部10a的左右两角部,以3mm的间隔发生了流光电晕放电,确认到熔融薄片状体4a在适宜状态下密接于移动冷却体5。而且,在表6中,SC表示看到了流光电晕放电现象,○记号表示熔融薄片状体4a的整体完全被冷却,在薄片的表面看不到形成针状的泡等缺陷的状态。并且,在表6中,△记号表示在薄片的表面部分地确认有薄的针状的缺陷,×记号表示在薄片的整体确认了针状的缺陷,或者确认了筋状的缺陷的状态。
对此,在使用了由钨丝构成的电极的上述比较例10a~10c、或者在使用了没有突部的带电极的上述比较例11a~11c中,如果移动冷却体5的移动速度比30m/min还快,则不能避免空气的泡进入到移动冷却体5与熔融薄片状体4a之间,或者产生筋状的斑等情况。为了防止这种情况,如果使上述施加电压上升,则会产生火花放电或丝被切断,或者在薄片上产生冷却斑,或者熔融薄片状体卷曲于移动冷却体5,从而就不能够适宜地制造薄片。
本发明的实施例5a与上述实施例4b同样构成;本发明的实施例5b,除了:使用了突部10b的形状形成为如图4所示的梯形状态的B型带状电极10B,且在带状电极10B与上述移动冷却体5之间施加9.8kV的电压而流通9.1mA的电流的这一点以外,与上述实施例4b同样构成;本发明的实施例5c,除了:使用了突部10C的形状形成为如图8所示的三角形状的C型带状电极10C,且在带状电极10与上述移动冷却体5之间施加9.6kV的电压而流通9.4mA的电流的这一点以外,与上述实施例4b同样构成,在上述实施例5a、实施例5b以及实施例5c中,观察相对于移动冷却体5的密接状态,结果得到了下表7所示的数据。从该数据可以看出,在本发明的实施例5a~5c中,观察到从电极对熔融薄片状体4a以规定的间隔产生了流光电晕放电,确认到熔融薄片状体4a以适宜状态密接于移动冷却体5。
[表7]
实施例 | 比较例 | |||||||||
5a | 5b | 5c | 12a | 12b | 13a | 13b | 14a | 14b | ||
电极 | 本发明电极 | 电极形状不适于本发明 | ||||||||
电极型 | A型 | B型 | C型 | A型 | A型 | B型 | B型 | C型 | C型 | |
突出量H | (mm) | 2 | 2 | 2 | 0.05 | 2 | 0.05 | 2 | 0.05 | 2 |
间隔W | (mm) | 6 | 6 | 2 | 6 | 30 | 6 | 30 | 6 | 30 |
间隔N | (mm) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
移动速度 | (m/min) | 90 | 90 | 90 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 |
放电状态 | SC* | |||||||||
电压 | (kV) | 9.7 | 9.8 | 9.6 | 9.7 | 10 | 9.8 | 10.5 | 9.8 | 10.2 |
电流 | (mA) | 9.3 | 9.1 | 9.4 | 5.5 | 4.1 | 5.3 | 4.2 | 5.6 | 4.4 |
薄片的冷却状态 | 目视判定 | ○ | ○ | ○ | △ | × | △ | × | △ | × |
反之,比较例12a,除了将被设置于A型电极的突部10a的突出量J设定为0.05mm的这一点以外,与本发明的上述实施例5a大致相同地构成;比较例12b,除了将相邻接的突部10a的设置间隔W设定为30mm的这一点以外,与本发明的上述实施例5a大致相同地构成,在上述比较例12a与比较例12b中,在将移动冷却体5的移动速度设定成70m/min的情况下,就不能够使熔融薄片状体4a适宜地密接于移动冷却体5,在比较例12a中,部分地确认到在薄片的表面存在薄的针状的缺陷,在比较例12b中,确认到在薄片的整体存在针状的缺陷或者筋状的缺陷。
另外,比较例13a,除了将被设置于B型带状电极10B的突部10b的突出量J设定为0.05mm,同时,在带状电极10B与上述移动冷却体5之间施加9.8kV的电压而流通5.3mA的电流的这一点以外,与上述实施例5b同样构成;比较例13b,除了将相邻接的突部10b的设置间隔W设定为30mm,同时在带状电极10B与上述移动冷却体5之间施加10.5kV的电压而流通4.2mA的电流的这一点以外,与上述实施例5b同样构成,在上述比较例13a与比较例13b中,在将移动冷却体5的移动速度设定成70m/min的情况下,就不能够使熔融薄片状体4a适宜地密接于移动冷却体5,在比较例13a中,部分地确认到在薄片的表面存在薄的针状的缺陷,在比较例13b中,确认到在薄片的整体存在针状的缺陷或者筋状的缺陷。
并且,比较例14a,除了将被设置于如图8所示的C型带状电极10C的突部10c的突出量J设定为0.05mm,同时在上述带状电极10C与上述移动冷却体5之间施加9.8kV的电压而流通5.6mA的电流的这一点以外,与本发明的上述实施例25c大致相同地构成;比较例14b,除了将相邻接的突部10c的设置间隔W设定为30mm,同时,在电极与上述移动冷却体5之间施加10.2kV的电压而流通4.4mA的电流的这一点以外,与本发明的上述实施例5c大致相同地构成,在上述比较例14a与比较例14b中,在将移动冷却体5的移动速度设定成70m/min的情况下,就不能够使熔融薄片状体4a适宜地密接于移动冷却体5,在比较例14a中,部分地确认到在薄片的表面存在薄的针状的缺陷,在比较例14b中,确认到在薄片的整体存在针状的缺陷或者筋状的缺陷。
工业实用性
根据本发明的薄片的制造方法,即使在现有技术中难以实现的使由熔融电阻率值高的热塑性树脂构成的熔融薄片状体适宜地静电密接于移动冷却体,并提高移动冷却体的移动速度的情况下,也能够适宜地冷却上述熔融薄片状体而提高薄片的生产率,对本领域的贡献很大。
Claims (16)
1.一种薄片的制造装置,包括:挤出机,其使具有大于等于0.3×108Ω·cm的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并呈薄片状挤出,和移动冷却体,其冷却从该挤出机挤出的熔融薄片状体;另外,沿着熔融薄片状体相对于移动冷却体的接触点配置具有5μm~200μm的厚度且在前端部设置具有大于等于0.1mm的突出量的多个突部的带状电极,通过从上述带状电极对熔融薄片状体进行流光电晕放电,而使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,
还具有:
中央部支承部件,其以沿着上述熔融薄片状体的宽度方向呈直线状延伸的状态对位于上述熔融薄片状体的中央部侧的带状电极的中央部进行支承;
耳部支承部件,其以比电极中央部更移向熔融薄片状体的输送方向的下游侧的状态对位于上述熔融薄片状体的两侧边部侧的带状电极的耳部进行支承;
一对位移量调节机构,其调节电极耳部向上述薄片输送方向的下游侧的位移量;
移动驱动机构,其通过使从被设置于移动冷却体的一侧端部侧的输出部输出的带状电极在被设置于移动冷却体的另一侧端部侧的卷取部卷取,驱动带状电极沿着熔融薄片状体的宽度方向移动。
2.根据权利要求1所述的薄片的制造装置,其中,
带状电极与熔融薄片状体的间隙被设定在0.5mm~10mm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的薄片的制造装置,其中,
相邻接的突部的设置间隔被设定成小于上述带状电极与熔融薄片状体的间隙的5倍。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的薄片的制造装置,其中,
沿着熔融薄片状体的宽度方向被设置成直线状的电极中央部的长度对应于熔融薄片状体的宽度尺寸而变化。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的薄片的制造装置,其中,
在电极耳部与移动冷却体之间配置有用于阻止从带状电极的耳部向移动冷却体的放电的绝缘体。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的薄片的制造装置,其中,
在从移动驱动机构赋予带状电极的张力被设定在其切断强度的5%~95%的范围内的状态下,使带状电极沿着熔融薄片状体的宽度方向移动。
7.一种薄片的制造方法,其包括:挤出工序,从挤出机将具有大于等于0.3×108Ω·cm的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并呈薄片状挤出,冷却工序,使从挤出机挤出的熔融薄片状体密接于移动冷却体来冷却,拉伸工序,拉伸冷却后的薄片状体;另外,沿着熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点配置带状电极,该带状电极具有5μm~200μm的厚度,并且在其前端部设置具有大于等于0.1mm的突出量的多个突部,通过从带状电极在上述冷却工序中对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,
沿着熔融薄片状体的宽度方向呈直线状拉伸位于上述熔融薄片状体的中央部的带状电极的中央部,并且以比电极中央部更移向熔融薄片状体的输送方向的下游侧的状态对位于上述熔融薄片状体的两侧边部侧的带状电极的耳部进行支承,且通过将从被设置于移动冷却体的一侧端部侧的输出部输出的带状电极在被设置于移动冷却体的另一侧端部侧的卷取部卷取,使带状电极沿着熔融薄片状体的宽度方向移动,同时,进行所述流光电晕放电。
8.一种薄片的制造装置,包括:挤出机,其使具有大于等于0.3×108Ω·cm的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并呈薄片状挤出;移动冷却体,其冷却从该挤出机挤出的熔融薄片状体;电极,其沿着熔融薄片状体相对于该移动冷却体的接触点配置,另外,通过从该电极对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,
具有静电密接控制机构,所述静电密接控制机构与上述移动冷却体的熔融薄片状体的牵引速度相对应地对由从上述挤出机挤出的热塑性树脂的挤出量、从上述电极对熔融薄片状体通电的电流、施加于电极的电压、电极与移动冷却体的间隙或电极的设置位置等构成的控制对象中的至少一个进行控制。
9.根据权利要求8所述的薄片的制造装置,其中,
具有基于预先进行的实验而作成的熔融薄片状体的牵引速度与控制对象的最佳值的对应表,从该对应表读出与当前时刻的熔融薄片状体的牵引速度相对应的控制对象的最佳值并由静电密接控制机构执行控制。
10.一种薄片的制造装置,包括:挤出机,其使具有大于等于0.3×108Ω·cm的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并呈薄片状挤出;移动冷却体,其冷却从该挤出机挤出的熔融薄片状体;电极,其沿着熔融薄片状体相对于该移动冷却体的接触点配置,另外,通过从该电极对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,
包括:电压控制机构,其控制对该电极施加的电压;电流控制机构,其控制从上述电极向熔融薄片状体通电的电流;切换控制机构,其对应于上述移动冷却体对熔融薄片状体的牵引速度来切换上述电压控制机构的电压控制状态和电流控制机构的电流控制状态。
11.根据权利要求10所述的薄片的制造装置,其中,
在移动冷却体对熔融薄片状体的牵引速度变化的情况下,成为由电压控制机构控制施加电压的控制状态,在以一定速度牵引上述熔融薄片状体的情况下,成为由电流控制机构控制通电电流的控制状态。
12.一种薄片的制造方法,其包括:挤出工序,从挤出机将具有大于等于0.3×108Ω·cm的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并呈薄片状挤出;冷却工序,使从挤出机挤出的熔融薄片状体密接于移动冷却体来冷却;拉伸工序,拉伸冷却后的薄片状体,另外,通过从沿着熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点配置的电极在上述冷却工序中对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,
在薄片的生产开始时执行控制对上述电极施加的电压的电压控制,之后,在进入了薄片的正常生产状态的时刻,执行控制从上述电极向熔融薄片状体通电电流的电流控制。
13.一种薄片的制造装置,包括:挤出机,其使具有大于等于0.3×108Ω·cm的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并呈薄片状挤出;移动冷却体,其冷却从该挤出机挤出的熔融薄片状体;电晕放电部,其通过对熔融薄片状体进行流光电晕放电,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体,其中,
在上述电晕放电部设置具有5μm~200μm的厚度的带状电极,沿着熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点的附近配置该带状电极,并且该带状电极与熔融薄片状体的间隙被设定在0.5mm~10mm的范围内,在上述带状电极的前端部,沿着与上述熔融薄片状体的输送方向正交的方向,排列具有大于等于0.1mm的突出量的多个突部,相邻接的突部的设置间隔被设定成小于上述带状电极与熔融薄片状体的间隙的5倍。
14.根据权利要求1所述的薄片的制造装置,其中,
被设置于带状电极的各突部间的突出量的偏差被设定成小于0.2mm。
15.根据权利要求1或2所述的薄片的制造装置,其中,
熔融薄片状体相对于移动冷却体的接触点和带状电极的设置位置的在薄片输送方向上的错位量被设定成小于5mm。
16.一种薄片的制造方法,其包括:挤出工序,从挤出机将具有大于等于0.3×108Ω·cm的熔融电阻率值的热塑性树脂形成熔融状态并呈薄片状挤出;冷却工序,使从挤出机挤出的熔融薄片状体密接于移动冷却体来冷却;拉伸工序,拉伸冷却后的薄片状体,其中,
在沿着熔融薄片状体相对于上述移动冷却体的接触点的附近设置具有5μm~200μm的厚度的带状电极,并且该带状电极与熔融薄片状体的间隙被设定在0.5mm~10mm的范围内,在上述带状电极的前端部,沿着与上述熔融薄片状体的输送方向正交的方向,排列具有大于等于0.1mm的突出量的多个突部,从相邻接的突部的设置间隔被设定成小于上述带状电极与熔融薄片状体的间隙的5倍的电晕放电部,在上述冷却工序对熔融薄片状体进行流光电晕放电,由此,使熔融薄片状体静电密接于移动冷却体。
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