TW202140352A - 捲材體 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種捲材體，即使在捲材體的輸送或保管時的周邊環境溫度高於捲材體的製造時，也可有效抑制望遠鏡現象產生。 在由於周邊環境的影響導致熱膨脹或者熱收縮的捲芯(1)，捲繞帶狀的網片(2)，如此構成的本發明之捲材體(RB)的特徵為：網片的厚度方向之線膨脹係數為長邊方向的線膨脹係數之60倍～150倍的範圍，捲芯由具有20×10^-6 /K～100×10^-6 /K的範圍之線膨脹係數並且具有0.2GPa～0.5 GPa的範圍之楊氏係數的材料所構成。

Description

捲材體

本發明係關於在由於周邊環境的影響導致熱膨脹或者熱收縮的捲芯(芯部)，捲繞帶狀的網片而構成的捲材體。

眾所皆知，輸送或保管這種捲材體時，受到周邊環境的影響，會產生捲繞到捲芯的網片朝向軸方向偏離而變形成為碗狀或者碟狀的現象，也就是所謂的望遠鏡現象。這種望遠鏡現象被視為源自構成捲芯的塑膠或樹脂的吸水性或吸濕性，因而提案包裝捲繞體以防濕性的包裝薄膜輸送或保管(例如參考專利文獻1)。然而，已知將捲繞體僅以防濕性的包裝薄膜包裝，有時無法有效抑制望遠鏡現象產生。

於是，本發明者致力研究的結果，發現以下情事。也就是說，在捲材體的製造時，施加一定的張力，同時在樹脂製的捲芯捲繞網片，但已知例如由於捲材體的輸送或保管時的周邊環境溫度高於捲材體的製造時(+20℃～+25℃)，使得當捲材體熱膨脹時，捲芯之熱膨脹與網片之厚度方向的熱膨脹之間的差會導致網片的捲壓增加，此增加的捲壓之分散會誘發上述望遠鏡現象。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2018-58602號公報

[發明所欲解決之課題]

本發明係基於上述發現而成者，其課題在於提供一種捲材體，即使捲材體的輸送或保管時的周邊環境溫度變得比捲材體的製造時還高，也可有效抑制望遠鏡現象產生。 [用於解決課題之手段]

為了解決上述課題，在由於周邊環境的影響導致熱膨脹或者熱收縮的捲芯捲繞帶狀的網片而構成的本發明之捲材體的特徵為：網片的厚度方向之線膨脹係數為長邊方向的線膨脹係數之60倍～150倍的範圍，捲芯由具有20×10^-6 /K～100×10^-6 /K的範圍之線膨脹係數並且具有0.2 GPa～0.5GPa的範圍之楊氏係數的材料所構成。本發明適合用於作為網片而使用具有5mm～100mm之寬度的聚醯亞胺薄膜之情形。 [發明效果]

若依照本發明，則作為網片而使用厚度方向的線膨脹係數為長邊方向的線膨脹係數之60倍～150倍的材料，作為捲芯而使用具有20×10^-6 /K～100×10^-6 /K的範圍之線膨脹係數並且具有0.2GPa～0.5GPa的範圍之楊氏係數的材料，藉此，即使捲材體的輸送或保管時的周邊環境溫度變得比捲材體的製造時還高，也可盡量減少捲芯的熱膨脹與網片之厚度方向的熱膨脹之間的差，藉此，可抑制網片的捲壓之增加，結果，可有效抑制望遠鏡現象產生。

以下，參考圖示，說明本發明的捲材體之實施形態。參考圖1，RB為捲材體。捲材體RB具備：筒狀的捲芯(芯部)1；及在捲芯1捲繞的帶狀之網片2。

作為網片2，可使用厚度方向的線膨脹係數為長邊方向的線膨脹係數之60～150倍、並且可使用在塑膠薄膜的其中一面形成有黏著劑層的材料，以及在該黏著劑層的表面還設置剝離薄膜的材料。作為這種塑膠薄膜，例如具有聚醯亞胺薄膜。尚且，網片2的厚度例如設定在30μm～200μm的範圍，網片2的長邊方向之長度例如設定在100m～1000m的範圍。又，網片2的寬度例如為5mm～100mm的範圍時，望遠鏡現象會顯著出現，故適合使用本發明。尚且，網片2的厚度方向之線膨脹係數及長邊方向的線膨脹係數以後述的實施例所記載的方法測定。

捲芯1例如以ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂或HDPE(高密度聚乙烯)等樹脂所構成。捲芯1的尺寸藉由網片2的寬度、長度或厚度、捲取時的張力等而適當設定，例如相當於網片2的寬度之捲芯1的長度可設定為0.005m～5m的範圍、外徑可設定為0.5cm～50cm的範圍、壁厚可設定為1mm～50mm的範圍。

另外，在捲材體RB的製造時，一邊添加一定的張力，一邊在捲芯1捲繞網片2，但例如藉由捲材體RB的輸送或保管時的周邊環境溫度變得比捲材體RB的製造時還高(+20℃～+25℃)，而使得捲材體RB熱膨脹時，由於捲芯1的熱膨脹與網片2之厚度方向的熱膨脹之間的差而導致網片2的捲壓增加，此增加的捲壓之分散導致上述望遠鏡現象產生。

在本實施形態，藉由作為網片2而使用厚度方向的線膨脹係數為長邊方向的線膨脹係數之60倍～150倍的材料，作為捲芯1而使用具有20×10^-6 /K～100×10^-6 /K的範圍之線膨脹係數並且具有0.2GPa～0.5GPa的範圍之楊氏係數的材料，即使捲材體RB的輸送或保管時的周邊環境溫度變得比捲材體RB的製造時還高，也可藉由盡可能減少捲芯1的熱膨脹與網片2之厚度方向的熱膨脹之間的差，而抑制網片2的捲壓之增加，結果，可有效抑制望遠鏡現象的發生。捲芯1的線膨脹係數較佳為40×10^-6 /K～90×10^-6 /K的範圍，捲芯1的楊氏係數較佳為0.2GPa～0.4 GPa的範圍。尚且，捲材體RB的製造時(網片2捲繞時)的網片2之捲繞速度未特別限定，但通常設定在1m/min～100 m/min的範圍，又，網片2的捲繞張力未特別限定，但通常設定在1N/m～300N/m的範圍。

然後，針對本發明的實施例，說明作為網片2而使用在厚度25μm的聚醯亞胺薄膜之其中一面包含丙烯酸酯共聚物的黏著劑層以厚度8μm被形成的黏著膠帶時的範例。將此網片2的長邊方向及厚度方向的線膨脹係數使用熱機械分析裝置(NETZSCH Japan股份有限公司製的「TMA 4000S」)分別測定。也就是說，依照日本工業規格(JIS K 7197 2012)「塑膠的利用熱機械分析進行的線膨脹率測試方法」，得到對於溫度的熱應變，從其斜率求得線膨脹係數。長邊方向測定用的測試片設為長度20mm、寬度5mm，以升溫速度5℃/min測定。厚度方向測定用的測試片設為長度8mm、寬度8mm、厚度1mm，以升溫速度1℃/min測定。如此測定的厚度方向之線膨脹係數為長邊方向的線膨脹係數之約100倍。

(實施例1) 在本實施例1，作為捲芯1，使用外徑為3英吋、壁厚為6mm、寬度為10mm的ABS樹脂製的材料(日本塑膠工業股份有限公司製)。從下式(1)求得此捲芯1的線膨脹係數α，得到67.8×10^-6 /K。下式(1)中的r_{20 ℃} 為環境溫度20℃時的捲芯1之半徑(外徑的一半)，dr/dt為分別量測使環境溫度變化成0℃、10℃、20℃、30℃、40℃時的捲芯1之半徑，然後從該等量測值得到的直線之斜率。

又，從下式(2)求得捲芯1的楊氏係數E，得到0.4GPa。下式(2)中的Em為捲芯材料(ABS樹脂)的楊氏係數，ν為蒲松比(ν=0.3)，r為捲芯1的半徑(外徑)，t為捲芯1的厚度。捲芯材料的楊氏係數Em依照日本工業規格(JIS K 7181 2011)「塑膠-壓縮特性的求得方式」，從對於壓縮應變的壓縮應力之斜率求得。尚且，測試片設成從捲芯1取用的長度50mm、寬度10mm、厚度4mm的板狀材料，測試速度設為1mm/min。

在此捲芯1，將作為上述網片2的黏著膠帶一邊裁切加工成寬度10mm，一邊以溫度為25℃、捲繞張力為100N/m、捲繞速度為20m/min的條件，以捲長500m捲繞，藉此，得到捲材體RB。將此捲材體RB在溫度(周邊環境溫度)45℃的房間保管，經過規定時間之後(2天後)，抑制望遠鏡現象產生。在此，如圖2所示，將捲材體RB載置成其側面RBa接觸水平面Hp，而求得來自捲芯1的網片2之寬度方向最遠端面(圖2中的上表面)2a的偏移量d，此偏移量d未達5mm時，判定為望遠鏡現象的產生受到抑制，偏移量d為5mm以上時，判定為望遠鏡現象已產生。

(實施例2) 在本實施例2，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為6mm、寬度為10mm的ABS樹脂製之材料(東洋紙管股份有限公司製)以外，其餘與上述實施例1相同而得到捲材體RB。將捲芯1的線膨脹係數及楊氏係數如同上述實施例1求得，得到41.1×10^-6 /K、0.4GPa。將在本實施例2所得的捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現望遠鏡現象的產生受到抑制。

(實施例3) 在本實施例3，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為6mm、寬度為10mm的ABS樹脂製之材料(昭和丸筒製)以外，其餘如同上述實施例1而得到捲材體RB。將捲芯1的線膨脹係數及楊氏係數如同上述實施例1相同而求得，得到73.4×10^-6 /K、0.4GPa。將在本實施例3所得到的捲材體RB如同上述實施例1保管2天，確認望遠鏡現象的產生受到抑制。

(實施例4) 在本實施例3，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為7mm、寬度為10mm的高密度聚乙烯(HDPE)製之材料(Daika Polymers製)以外，其餘如同上述實施例1而得到捲材體RB。將捲芯1的線膨脹係數及楊氏係數如同上述實施例1求得，得到82.7×10^-6 /K、0.2GPa。將在本實施例4所得的捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現望遠鏡現象的產生受到抑制。

然後，說明相對於上述實施例1～4的比較例。

(比較例1) 在本比較例1，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為12mm、寬度為10mm的ABS樹脂製之材料(日本塑膠工業股份有限公司製)以外，其餘如同上述實施例1而得到捲材體RB。將捲芯1的線膨脹係數及楊氏係數如同上述實施例1求得，得到74.7×10^-6 /K、0.7GPa。將本比較例1所得到的捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現有望遠鏡現象產生。

(比較例2) 在本比較例2，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為8mm、寬度為10mm的ABS樹脂製之材料(東都積水製)以外，其餘如同上述實施例1而得到捲材體RB。將捲芯1的線膨脹係數及楊氏係數如同上述實施例1而求得，得到76.9×10^-6 /K、0.6GPa。將在本比較例2得到的捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現有望遠鏡現象產生。

(比較例3) 在本比較例3，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為12mm、寬度為10mm的ABS樹脂製之材料(昭和丸筒製)以外，其餘與上述實施例1相同而得到捲材體RB。將捲芯1的線膨脹係數及楊氏係數如同上述實施例1而求得，得到82.7×10^-6 /K、0.6GPa。將在本比較例3得到的捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現有望遠鏡現象產生。

(比較例4) 在本比較例4，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為8mm、寬度為10mm的PPT製之材料(四國積水製)以外，其餘與上述實施例1相同而得到捲材體RB。將捲芯1的線膨脹係數及楊氏係數如同上述實施例1而求得，得到49.9×10^-6 /K、0.8GPa。將在本比較例4得到的捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現有望遠鏡現象產生。

(比較例5) 在本比較例5，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為6mm、寬度為10mm的ABS樹脂製之材料，並且使用其線膨脹係數為30.0×10^-6 /K，楊氏係數為0.8GPa之材料以外，其餘如同上述實施例1相同而得到捲材體RB。將此捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現有望遠鏡現象產生。

(比較例6) 在本比較例6，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為6mm、寬度為10mm的ABS樹脂製之材料，並且使用其線膨脹係數為20.0×10^-6 /K，楊氏係數為0.8GPa之材料以外，如同上述實施例1得到捲材RB體。將此捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現有望遠鏡現象產生。

(比較例7) 在本比較例7，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為6mm、寬度為10mm的ABS樹脂製之材料，並且使用其線膨脹係數為40.0×10^-6 /K，楊氏係數為0.6GPa之材料以外，其餘如同上述實施例1而得到捲材體RB。將此捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現有望遠鏡現象產生。

(比較例8) 在本比較例8，除了作為捲芯1而使用外徑為3英吋、壁厚為6mm、寬度為10mm的ABS樹脂製之材料，並且使用其線膨脹係數為120.0×10^-6 /K，楊氏係數為0.4GPa之材料以外，其餘與上述實施例1相同而得到捲材體RB。將此捲材體RB如同上述實施例1保管2天，發現有望遠鏡現象產生。

若依照以上的實施例1～4及比較例1～8，則如圖3所示可知，作為捲芯1，使用具有20×10^-6 /K～100×10^-6 /K (較佳為40×10^-6 /K～90×10^-6 /K、更佳為41×10^-6 /K～83×10^-6 /K)的範圍之線膨脹係數並且具有0.2GPa～0.5GPa(較佳為0.2 GPa～0.4GPa)之範圍的楊氏係數之材料，藉此，可有效抑制望遠鏡現象產生。

以上說明本發明的實施形態及實施例，但在不脫離本發明的技術思想之範圍，能夠有各種變形。在上述實施例1～4，說明作為網片2而使用在聚醯亞胺薄膜的其中一面形成有黏著劑層的黏著膠帶時為範例，但此黏著劑層對於網片2的線膨脹係數不造成影響，故可將塑膠薄膜單體作為網片2使用。又，作為塑膠薄膜，不限定於聚醯亞胺薄膜，可將厚度方向的線膨脹係數為長邊方向的線膨脹係數之60倍～150倍的範圍之材料作為網片2使用。

RB:捲材體 1:捲芯、芯部 2:網片

[圖1]為表示本發明的捲材體之實施形態的立體圖。 [圖2]為說明本發明的實施例之望遠鏡現象的判定方法之圖。 [圖3]為表示本發明的實施例及比較例是否有望遠鏡現象的圖表。

Claims (2)

1. 一種捲材體，構成如下：在由於周邊環境的影響導致熱膨脹或者熱收縮的捲芯，捲繞帶狀的網片，該捲材體的特徵為： 網片的厚度方向之線膨脹係數為長邊方向的線膨脹係數之60倍～150倍的範圍， 捲芯由具有20×10^-6 /K～100×10^-6 /K的範圍之線膨脹係數並且具有0.2GPa～0.5GPa的範圍之楊氏係數的材料所構成。
2. 如請求項1的捲材體，其中 前述網片為具有5mm～100mm之寬度的聚醯亞胺薄膜。

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