TWI635946B - Sweeping roller and manufacturing device and manufacturing method of plastic film using the same - Google Patents

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Abstract

表面設有螺旋溝的薄膜製膜用掃刷輥，螺旋溝部分之面積對掃刷輥表面積的佔有比例在30%以下，螺旋溝於掃刷輥軸方向的寬度設為25mm以上。
藉此，提供在高速鑄造時或進行厚的薄膜之製膜時亦不會產生空氣池及掃刷標記的掃刷輥及使用該掃刷輥之塑膠薄膜的製造裝置以及製造方法。

Description

掃刷輥及使用該掃刷輥之塑膠薄膜的製造裝置以及製造方法
本發明關於掃刷輥及使用該掃刷輥之塑膠薄膜的製造裝置以及製造方法。
作為塑膠薄膜(以下簡稱為薄膜)之熔融製膜法一般被廣泛使用的方法，係將熔融樹脂連續地押出，使其接觸冷卻輥、冷卻、固化(以下稱為鑄造工程)而獲得薄片狀之塑膠薄膜的方法。其中，例如於鑄造工程後不具備使薄膜朝流動方向拉伸的工程(以下稱延展工程)之薄膜(以下稱為無延展薄膜)之製造中，冷卻輥之速度等同於製品之生產速度，因此就生產性之提升目的而言，高速化之要求特別地高。
但是，鑄造工程中由熔融樹脂揮發之成分，例如低聚物或添加劑等低分子量聚合物或單聚物成分於冷卻輥上被冷卻、析出，因而會造成冷卻輥表面之污染。冷卻輥表面累積污物時，會因熔融樹脂之冷卻不足造成外觀品位及物性之降低，或者堆積的污物剝落附著於薄膜等弊害。鑄造工程之高速化，當然會增加熔融樹脂之押出量，伴隨著揮發成分之量亦增加，上述弊害更為顯著。亦即，須於短時間進行冷卻輥之清掃，使得長時間連續製造薄膜變為困難。
針對該問題，有提案為使接觸冷卻輥狀態下之熔融樹脂或冷卻固化之薄膜，由冷卻輥與表面設有溝的加壓輥(press roller)進行夾壓(挾持加壓)，使冷卻輥上之污物常時析出而對薄膜進行掃刷，對冷卻輥連續進行清掃的方法。(例如專利文獻1)該加壓輥通常稱為掃刷輥，因此以下稱為掃刷輥。
基於熔融樹脂與冷卻輥接觸時被咬入彼等之間的空氣，會阻礙冷卻輥與掃刷輥之夾壓點，成為空氣滯留部(以下稱為空氣池(air bank))，掃刷輥表面之溝即為了使空氣排出以防止薄膜產生皺摺或破裂而設置者。
但是，使用專利文獻1揭示之習知掃刷輥時，在加快鑄造工程之速度，或熔融樹脂之厚度變厚時會產生空氣池，另外，為了防止空氣池而增加溝對掃刷輥表面積之比例時，掃刷輥之溝形狀將強烈轉印至薄膜而產生所謂掃刷標記缺點之問題。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特公昭39-21127號公報
本發明目的在於提供在高速鑄造時或進行厚的薄膜之製膜時亦不會產生空氣池及掃刷標記的掃刷輥及使用該掃刷輥之塑膠薄膜的製造裝置以及製造方法。
為達成上述目的，本發明提供的薄膜製膜用掃刷輥，係表面設有螺旋溝的薄膜製膜用掃刷輥；其特徵為：上述螺旋溝部分之面積對掃刷輥表面積的佔有比例在30%以下，上述螺旋溝之於掃刷輥軸方向的寬度在25mm以上。
另外，依據本發明較佳形態提供的上述薄膜製膜用掃刷輥，上述螺旋溝，其特徵係以掃刷輥表面中掃刷輥旋轉方向的溝之間隔成為100mm以下的方式被設置。
另外，依據本發明較佳形態提供的上述薄膜製膜用掃刷輥，上述螺旋溝，其特徵為對於掃刷輥旋轉方向係以40°以上小於90°之角度被設置。
另外，依據本發明較佳形態提供的上述薄膜製膜用掃刷輥，上述螺旋溝，其特徵係於掃刷輥表面設有複數條，全部螺旋溝以沒有交叉的方式而被設置。
另外，依據本發明另一形態提供之塑膠薄膜的製造裝置，係具備T型模具(T die)、冷卻輥及掃刷輥；其特徵為：掃刷輥係使用上述薄膜製膜用掃刷輥。
另外，依據本發明較佳形態提供之上述塑膠薄膜的製造裝置，其特徵為：上述掃刷輥表面之螺旋溝係以等間隔設置複數條，以(式1)表示的上述冷卻輥旋轉1圈之後設於上述掃刷輥表面的螺旋溝對於上述冷卻輥在軸方向相對移動之量M，係在上述螺旋溝之於掃刷輥軸方向的寬度以上、而且成為非溝部之掃刷輥軸方向的寬度以下；M={(Dc×N)mod Ds}/Ds×Pc (式1)
其中，M表示上述冷卻輥旋轉1圈時之溝之軸方向移動量
Dc表示上述冷卻輥之外徑
Ds表示上述掃刷輥之外徑
N表示設於上述掃刷輥的螺旋溝之條數
Pc表示上述螺旋溝之軸方向間距=L/N
L表示上述螺旋溝之導程(lead)。
另外，依據本發明另一形態提供之塑膠薄膜的製造方法，係由T型模具押出熔融樹脂，使上述熔融樹脂接觸冷卻輥，冷卻固化而獲得塑膠薄膜；其特徵為：在上述熔融樹脂接觸冷卻輥起至分離為止之間，使掃刷輥接觸上述熔融樹脂或冷卻固化之塑膠薄膜，該掃刷輥係使用上述薄膜製膜用掃刷輥。
另外，依據本發明較佳形態提供之上述塑膠薄膜的製造方法，其特徵為：上述掃刷輥表面之螺旋溝係以等間隔設置複數條，以上述(式1)表示的上述冷卻輥旋轉1圈之後設於上述掃刷輥表面的螺旋溝對於上述冷卻輥在軸方向相對移動之量M，係在上述螺旋溝之掃刷輥軸方向的寬度以上、且為非溝部之掃刷輥軸方向的寬度以下。
本發明中薄膜製膜用掃刷輥，係指由T型模具押出熔融樹脂，使上述熔融樹脂接觸冷卻輥，冷卻固化而獲得塑膠薄膜之塑膠薄膜的製造方法中，在熔融樹脂接觸冷卻輥之後至分離為止之間，用以接觸熔融樹脂或薄膜的掃刷輥。
本發明中，螺旋溝部分之面積對於掃刷輥表 面積的佔有比例，係指在掃刷輥軸方向之表面設有溝的範圍內，溝部分對於輥表面積的佔有比例，例如在軸方向端部等設有無溝之範圍時，該範圍之面積不包含於上述掃刷輥表面積。螺旋溝部分之面積係指掃刷輥表面之面積，並未考慮螺旋溝於掃刷輥半徑方向之形狀(矩形、V型等)。例如第4圖之掃刷輥表面之展開圖中除掃刷輥軸方向中央部分以外的部分所示，溝以大略平行而且等間隔設置時，螺旋溝部分之面積對於掃刷輥表面積的佔有比例，可以加工溝寬度B/溝加工間距P×100(%)求出。另外，如第4圖之掃刷輥表面之展開圖中掃刷輥軸方向中央部分般溝呈交叉之部分或溝並非等間隔之部分，可以掃刷輥旋轉方向之溝部分之長度對於掃刷輥表面周長的比例求出。本發明中，螺旋溝部分之面積對掃刷輥表面積的佔有比例，係指在至少掃刷輥表面上5點以上之部分如上述般求出的比例之平均值。
另外，本發明中，螺旋溝的掃刷輥軸方向的寬度，係如第4圖之掃刷輥表面之展開圖所示，指輥軸方向之溝之長度W。輥軸方向中溝之長度W係針對溝1條平均量測至少5點，取其平均而求出。另外，於掃刷輥表面設置複數條螺旋溝，其之一部分或各個具有不同寬度時，螺旋溝之於掃刷輥軸方向的寬度在25mm以上，意味著複數條溝之中，至少1條溝於輥軸方向之長度W在25mm以上。
本發明中，掃刷輥表面中掃刷輥旋轉方向之 溝之間隔，如第4圖之掃刷輥表面之展開圖所示，係指掃刷輥旋轉方向A中溝與溝之間隔C。
另外，本發明中，「螺旋溝於掃刷輥表面設有複數條」，係指同一或不同寬度及形狀之溝，於掃刷輥周長之範圍設置2條以上，亦即於掃刷輥之半徑方向剖面設置2條以上之溝，或指在掃刷輥軸方向之不同範圍，掃刷輥旋轉方向具有以互相不同角度設置的溝。例如指將具有同一溝寬度及半徑方向之溝形狀的溝，在掃刷輥軸方向全區域以成為大略平行的方式等間隔設置2條以上者。
又，本發明中，全部螺旋溝以無交叉方式設置，係指全部螺旋溝於掃刷輥表面上呈大略平行設置，各個溝由開始點至終點為止保持1條之狀態。亦即指各個溝未有分岐、統合之狀態，不僅指完全呈交叉者，如第4圖之41部所示，於掃刷輥表面上溝對於掃刷輥旋轉方向之角度大幅變化者，換言之，對於掃刷輥旋轉方向之角度不同的2條溝結合者，亦視為2條溝呈交叉。
本發明中，非溝部之掃刷輥軸方向的寬度，如第4圖之掃刷輥表面之展開圖所示，係指輥軸方向中溝與溝之間隔Y。
本發明中，設於掃刷輥的螺旋溝之條數N，在螺旋溝於掃刷輥表面設有複數條時，係指掃刷輥之半徑方向剖面中設置的溝之數。亦即於第4圖所示掃刷輥展開圖，畫出和輥旋轉方向A平行之線時，存在於該線上的溝之數為溝之條數N，第4圖之實施例中溝之條數N為2。
本發明中，螺旋溝之軸方向間距，如第4圖之 掃刷輥表面之展開圖所示，係指輥軸方向中鄰接之溝彼此之間距，同形狀之溝以等間隔設置時，螺旋溝之軸方向間距PC係成為螺旋溝之於掃刷輥軸方向的寬度W與非溝部之於掃刷輥軸方向的寬度Y之和。
本發明中，螺旋溝之導程(lead)，如第4圖之掃刷輥表面之展開圖所示，係指1條溝繞行輥表面之外周一周之間朝軸方向前進之長度L，螺旋溝以等間隔設置複數條時，螺旋溝之導程L係等於螺旋溝之軸方向間距Pc×螺旋溝之條數N。
本發明中，螺旋溝以等間隔設置複數條，係指複數條鄰接之溝的加工間距P設計成同等間距，即使由加工精度上之誤差造成間距P些許不同亦可。加工精度上之誤差通常依加工機械之精度或加工者之熟練度而不同，通常大多低於15%。
依據本發明可以獲得掃刷輥及使用該掃刷輥之塑膠薄膜的製造方法，其於高速鑄造時或製造厚的薄膜時亦不會產生空氣池及掃刷標記。
1‧‧‧掃刷輥
2‧‧‧熔融樹脂或被冷卻固化的薄膜
3‧‧‧T型模具
4‧‧‧冷卻輥
5‧‧‧薄膜
6‧‧‧薄膜捲
7‧‧‧緣部切割刃
8‧‧‧薄膜緣部
9‧‧‧捲繞工程
11‧‧‧軸
111‧‧‧中空圓筒體
112‧‧‧軸頸
12‧‧‧橡膠
13‧‧‧溝
14‧‧‧軸承
15‧‧‧非溝部
21‧‧‧中軸
22‧‧‧外筒構件
41‧‧‧溝之交叉部(非溝部開始點)
51‧‧‧掃刷輥夾壓點
52‧‧‧空氣池
θ‧‧‧溝之導程角度
A‧‧‧掃刷輥旋轉方向
B‧‧‧加工溝寬度
C‧‧‧輥旋轉方向的溝間隔
D‧‧‧非溝部之寬度
W‧‧‧輥軸方向的溝之寬度
Y‧‧‧輥軸方向的非溝部之寬度
P‧‧‧溝加工間距
Pc‧‧‧輥軸方向的溝之間距
L‧‧‧輥軸方向的溝之導程
第1圖係表示本發明一實施形態之概略正面圖。
第2圖係表示本發明另一實施形態之概略剖面圖。
第3圖係表示本發明之薄膜製膜方法相關的製膜裝置之概略側面圖。
第4圖係表示掃刷輥表面之溝形狀之展開圖。
第5圖係表示薄膜製造方法之鑄造工程之概略側面圖。
第6圖係表示薄膜夾壓部之習知空氣排出之概念的概略平面圖。
第7圖係表示溝部中之空氣排除機構的概略剖面圖。
第8圖係表示開口率及溝寬度與空氣池產生之關係的曲線圖。
以下，參照圖面說明本發明最佳實施形態之塑膠薄膜的製造裝置之例。
本發明中薄膜之製造裝置，如第3圖所示，係使由T型模具3押出的熔融樹脂2，藉由冷卻輥4冷卻、固化而獲得薄膜5。
接著，必要時，藉由延展工程使薄膜朝長邊方向或/及寬度方向延展，藉由切割(slit)工程切斷，或進行緣部(edge)8之修整(trimming)，於捲繞工程9捲繞成為捲筒(roll)狀，而成為薄膜捲(film roll)6。之後，必要時再度經由切割工程或其他加工工程而成為捲筒製品。
T型模具3係藉由未圖示的押出機將進行熔融混練而送進來的熔融樹脂2，透過相對於圖面設於深度方向的縫細(slit)連續押出，將熔融樹脂2押出成為片狀。於押出機與T型模具3之間設置稱為聚合物濾網的過濾裝置，可以減少未熔融樹脂或凝膠及異物等之混入為較佳。T型模具3之縫細之寬度較好為可調整，對薄膜5之於寬度方向之厚斑進行控制。製膜的薄膜厚度，可以藉由 熔融樹脂2之押出速度與冷卻輥4之旋轉速度之比來調整。製膜之薄膜5為多層構造時，可於T型模具3之上流設置供料頭(feed block)，或將T型模具3構成多料歧管(multi-manifold)構造進行共押出來獲得多層薄膜。
熔融樹脂2並未特別限定，依據薄膜之用途例如可以使用聚酯或聚丙烯、聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、醋酸乙烯酯共聚物、氟樹脂等樹脂及於彼等樹脂添加各種添加劑者，或將彼等積層者。
冷卻輥4，例如係使用內部具有流通冷媒之流路，可控制表面溫度之構造者。冷卻輥4之表面溫度，可依據熔融樹脂2之種類或熔融樹脂2與冷卻輥4之接觸時間及室溫或濕度適當地設定。
冷卻輥4表面之材質並未特別限定，可以使用金屬或陶瓷或樹脂及樹脂與金屬之複合膜，或可使用類鑽石碳等碳系被膜。另外，雖可以高彈性體作為冷卻輥4之表面材質使用，但隔熱性容易降低冷卻效率，因此較好是使用熱傳導率高、硬質的金屬或陶瓷等。金屬較好是使用鐵或鋼、不鏽鋼、鉻或鎳等。另外，陶瓷較好是可以使用氧化鋁或碳化矽、氮化矽之燒結體。為了將冷卻輥4之表面構成為金屬，除使用金屬素材的機械加工以外，可以適當地使用電鍍或無電解鍍敷等公知之表面處理技術。又，同樣為獲得陶瓷表面，除使用陶瓷素材的機械加工以外，可以適當地使用熔射或塗布等公知之表面處理技術。冷卻輥4之表面形狀可依據鑄造工程之速度或薄膜之厚度、熔融樹脂2及冷卻輥4之溫度等適當設 定，例如以較低速製造薄的薄膜時，可以使用算術平均粗度RA為0.1μm以下之鏡面形狀，以高速製造厚的薄膜時較好是使用算術平均粗度RA為1.0μm以上之梨皮凹凸狀。冷卻輥4之主要目的係使熔融樹脂2冷卻固化，但是熔融樹脂2與冷卻輥4之間會咬入空氣，導致無法確保足夠的接觸面積，有可能造成冷卻不足。咬入的空氣層之厚度隨著速度越快而變厚，因此鑄造工程越是高速冷卻性能之惡化越是顯著。另外，冷卻輥上之熔融樹脂(薄膜)2越厚，固化時冷卻為必要乃自明者。冷卻輥4之表面為梨皮凹凸狀時，即使某一程度上咬入有空氣時亦可確保一定之接觸面積，因此較好是使用鑄造工程之速度大於20m/min者。又，作為使熔融樹脂(薄膜)2接觸冷卻輥4之手段，較好是使用在熔融樹脂2與冷卻輥4之接觸點抽吸空氣的稱為真空腔室之裝置，或藉由空氣之壓力將熔融樹脂(薄膜)2押接於冷卻輥的稱為氣壓室(air chamber)之裝置，使用静電將熔融樹脂2押接於冷卻輥4的静電密接鑄造法等。
掃刷輥1係在熔融樹脂2接觸冷卻輥4至分離為止之間接觸熔融樹脂(薄膜)2，藉由冷卻輥4與掃刷輥1來挾持押壓熔融樹脂(薄膜)2。使掃刷輥1朝冷卻輥4押壓的手段並未特別限定，但就容易變更押壓力等便利性觀點而言，較好是使用空氣壓力的氣缸。掃刷輥1接觸熔融樹脂(薄膜)2的位置可依薄膜5之種類或厚度、鑄造工程之速度或冷卻輥4之溫度等適當設定，較好是可變更之構成。藉由將接觸位置及熔融樹脂2與冷卻輥4之接觸點間 的距離變更為適當距離，可防止冷卻輥4或掃刷輥1表面形狀轉印至熔融樹脂(薄膜)2，或冷卻輥4表面之污物無法充分轉印至熔融樹脂(薄膜)2。掃刷輥1之押壓力雖可依熔融樹脂(薄膜)2之種類或厚度作適當地設定，但較好是使用10~500N/M之範圍。押壓力在上述範圍，則可以防止過剩之押壓力造成薄膜損傷的發生同時，容易使冷卻輥4上之污物轉印至熔融樹脂(薄膜)2。
如第1圖所示，本發明之掃刷輥1，係於軸11之外周披覆橡膠12，螺旋溝13設於橡膠12之表面。
軸11之構造，可為第1圖所示單純的中空輥狀，亦即可為在中空圓筒體111之端部具備由軸承14予以支撐的軸頸(journal)部112之構造，或亦可為在軸11之內部設有流通冷卻用冷媒之流路的構造。另外，為使與冷卻輥4間之軸方向之壓力分布設為平坦者，可以如第2圖所示，使設於同心上的中軸21與外筒構件22僅藉由軸方向中央部連結而成的二重管構造。若為單純的中空輥狀既可以抑制軸之製造成本，若為設有冷卻用流路之構造，則基於樹脂之特性考量即使需要高溫處理時，亦可將橡膠12之溫度保持於一定以下，因此可以抑制橡膠12之熱引起的劣化。另外，藉由將軸11設為二重管構造，則外筒構件22和冷卻輥4朝同一方向彎曲，因此對熔融樹脂(薄膜)2之壓力可以在涵蓋輥軸方向範圍內設為平坦，可以抑制壓力之偏移造成局部性壓力過大而導致掃刷標記之產生、惡化。軸11之材質可由一般之機械構造材料適當選擇，例如較好是使用鋼或不鏽鋼、鋁、纖維 強化樹脂等。
橡膠12之種類並未特別限定，例如可依使用環境或樹脂之特性等，由天然橡膠、腈橡膠、氯平橡膠、乙烯丙烯橡膠、矽酮橡膠、氯磺酸化聚乙烯、胺酯橡膠、氟橡膠及彼等之混合物，或於彼等混合含充填材之各種添加劑者加以適當選擇使用。例如熔融樹脂(薄膜)2具有黏著性，或欲設為高溫時，較好是使用以脫模性及耐熱性良好的矽酮橡膠為主成分的橡膠，附近設有静電施加裝置等臭氧產生源時，較好是使用耐臭氧性較佳的乙烯丙烯橡膠等。
橡膠12之橡膠硬度並未特別限定，可由一般的橡膠之可能製造範圍即由Hs30~90JISA(JIS K 6301：1995)之中，依性能需求適當選擇使用。例如掃刷標記容易產生之薄膜或寬度較寬時，壓力之分散性變為重要，因此較好是使用低硬度(Hs30~60JISA)之橡膠，另外，薄膜之寬度窄時或重視橡膠12之耐久性時較好是使用高硬度(Hs60~90JISA)之橡膠。另外，考量壓力之分散性之觀點更進一步需要低硬度(Hs30JISA以下)之橡膠時，較好是使用橡膠呈海綿狀者。
將橡膠12包覆於軸11之方法，可由各種手法之中適當選擇，例如可以於軸11之表面塗布接著劑，捲繞未加硫之橡膠片之後，施加熱與壓力，加硫而成形的方法，或將軸11插入在圓筒狀事先加硫、成形的橡膠12而予以接著的方法等。
於橡膠12之表面設置螺旋溝13，溝13之面積 對掃刷輥表面積的佔有比例(以下稱開口率)在30%以下，掃刷輥表面之中溝13之於掃刷輥軸方向的寬度W為25mm以上。開口率與掃刷輥軸方向之溝寬度W在上述範圍，則即使高速鑄造時或厚的薄膜之製膜時亦可以防止掃刷標記及空氣池。
如上述說明，掃刷標記為掃刷輥1表面之溝圖案被轉印至製品薄膜5的缺點。經由本發明人等詳細分析，結果發現於掃刷標記存在2個形態。其一為在掃刷輥1表面未形成有溝13的部分(非溝部)15，冷卻輥4之污物被轉印至薄膜5，在溝部13污物未被轉印，因為污物之有無而造成的明暗，另一為基於接觸部之壓力，因為冷卻輥4或掃刷輥之表面形狀被轉印等原因而產生的損傷。
對應於掃刷標記之二個形態及其要因，作為改善掃刷標記之手段之一，容易會想到縮小開口率。亦即，掃刷輥1旋轉1圈期間被轉印至薄膜5的污物之面積越大，單位面積平均被轉印的污物之量會減少，污物之有無造成的明暗變小。另外，開口率越小，接觸面積增加，接觸部分15之壓力降低，可以抑制損傷。但是，如後述說明，習知掃刷輥在縮小開口率後會產生空氣池52而存在技術性矛盾，因而無法改善。空氣池52產生時，熔融樹脂(薄膜)2之冷卻不足，導致掃刷標記進一步惡化。
如第5圖所示，掃刷輥1表面之溝13之設置，係為防止熔融樹脂2接觸冷卻輥4時，被咬入熔融樹脂2與冷卻輥4之間的空氣A，於掃刷輥1與冷卻輥4之夾壓點51成為阻礙而形成空氣池52。空氣池52較多 時，會引起熔融樹脂(薄膜)2之冷卻不均勻或皺摺、破裂等弊害。為防止空氣池52之形成，需要將被咬入的空氣A由熔融樹脂(薄膜)2與冷卻輥4之間排出。在掃刷輥夾壓熔融樹脂(薄膜)2的夾壓點排出空氣A的機制，其概念係如第6圖所示可考慮為，由軸方向中央部朝端部延伸的螺旋溝13，係藉由掃刷輥1之旋轉而朝端部連續地移動，如此則滯留於溝部分的空氣A可由熔融樹脂(薄膜)2之寬度方向端部被排出。此亦可由習知掃刷輥之螺旋溝以軸方向中央為境界而成為對稱形狀加以理解。因此，為防止空氣池52，增加搬運至端部的空氣A之量，不得不增大溝之總面積，即開口率，結果，導致掃刷標記之惡化，而存在技術上矛盾。特別是空氣A之厚度會伴隨冷卻輥4之速度而增加，因此無延展薄膜等高速鑄造工程時，需要更進一步增大開口率，造成掃刷標記之惡化。
針對該問題，本發明人等經由幾個實驗發現，經由前述機制進行空氣A之排出效果相對於全體之空氣排出量並不大，實際上係如第7圖所示，因為溝13而在掃刷輥1與熔融樹脂(薄膜)2未接觸之部分，熔融樹脂(薄膜)2往上漂浮使空氣A通過而使得排出的效果較大。熔融樹脂(薄膜)2之往上漂浮引起的溝1條平均之空氣排出量V，係相對於第7圖所示斜線部之面積，斜線部之面積可以考慮為和承受空氣A之壓力與大氣壓之差壓，以及熔融樹脂(薄膜)之質量所造成遠心力引起的等分布增加重量P的梁之變形近似，可以數1表示。其中，W、E、I分別表示熔融樹脂(薄膜)2之變形量、縱彈性係數、剖面二維 力矩。亦即，可以考慮空氣A之排出量係和輥軸方向中溝13之寬度W(以下簡稱為溝之寬度W)之5次方呈比例。
針對此，本發明人發現開口率和空氣A之排出量呈比例關係，因此為改善掃刷標記即使縮小開口率時，藉由增大溝之寬度W可以抑制空氣池52之產生。
第8圖表示各種溝寬度及開口率的有無產生空氣池之實驗結果。○記號表示未產生空氣池者，×記號表示產生空氣池者。雖依條件會有些微結果差異，但是空氣之排出量主要由溝之寬度W來決定，因此結果不會有太大差異，溝之寬度W在25mm以上時不會產生空氣池，且可以達成開口率30%以下。另外，即使溝之寬度W大於100mm雖對於空氣之排出效果無任何不良影響，但會有溝13之加工變得困難，加工費用增大的情形，亦難以將開口率設為30%以下，因此溝之寬度W較好是在100mm以下。
如上述說明，開口率越小對掃刷標記越有效，30%以下時可以獲得幾乎無法以目視辨識的品質，20%以下時即使對於掃刷標記容易產生之條件或樹脂亦容易獲得極佳效果，因此更好。另外，開口率10%以上時，由數1之關係可知，可在更廣範圍之條件下防止空氣池而較佳。
另外，作為改善污物明暗所造成掃刷標記之 另一手段，可以將冷卻輥4表面之污物有效、徹底的轉印至熔融樹脂(薄膜)2。如上述說明，雖可藉由掃刷輥1的夾壓使冷卻輥4表面之污物連續地轉印至熔融樹脂(薄膜)2，但溝13之部分無法進行轉印。因此，欲對冷卻輥4表面全體均勻地進行清掃時，較好是決定冷卻輥4與掃刷輥1之外徑及溝之規格，以使冷卻輥4表面之對應溝13的部分，在冷卻輥4旋轉1圈之後對應於非溝部15。例如冷卻輥之周長與掃刷輥之周長之比為整數比附近時，即使冷卻輥4旋轉，溝13對應的部分亦幾乎不移動，因此冷卻輥4上之污物不被轉印至熔融樹脂(薄膜)2而容易堆積，掃刷標記有惡化可能。冷卻輥4旋轉1圈之後設於掃刷輥1表面的溝13對於冷卻輥4在軸方向相對移動之量M係以(式1)表示，該溝13之軸方向移動量M在溝之寬度W以上而且在非溝部15之軸方向的寬度Y以下，則開口率在上述範圍，因此藉由冷卻輥4旋轉2圈可使冷卻輥4表面之全面與掃刷輥1之非溝部15接觸，可以有效徹底的將冷卻輥4表面之污物轉印至熔融樹脂(薄膜)2，因此較佳。
M={(Dc×N)mod Ds}/Ds×Pc (式1)
其中，M表示冷卻輥4旋轉1圈時溝之軸方向移動量，Dc表示冷卻輥4之外徑，Ds表示掃刷輥1之外徑，N表示設於掃刷輥1的螺旋溝13之條數，Pc表示螺旋溝13之軸方向間距(=L/N)，L表示螺旋溝13之導程。
溝13不設於和輥軸方向同一方向(對於輥旋轉方向為90°)時，非溝部15可以保持連續之接觸狀態，掃刷輥1變為難以振動。另外，溝13對於掃刷輥旋轉方向 之角度θ在40°以上時，相對於第4圖所示之加工溝寬度B，掃刷輥軸方向之溝寬度W係以B/Cosθ之關係擴大，因此容易達成溝寬度W在25mm以上而且開口率在30%以下。螺旋溝13對於掃刷輥旋轉方向的角度θ，係如第4圖所示，於反時針方向可為正或負。
螺旋溝13於掃刷輥表面中之掃刷輥旋轉方向的溝之間隔C(以下簡稱為溝間隔C)較好是100mm以下。螺旋溝13之溝間隔C在100mm以下時，咬入熔融樹脂(薄膜)2與冷卻輥4之間的空氣A，不會長期間堵塞於非溝部15，因此，即使為了將開口率設為30%以下而使非溝部15之寬度變寬之情況下，於該部分亦幾乎不會產生局部性空氣池，可以抑制熔融樹脂(薄膜)2之冷卻不均勻，容易獲得具良好平坦性的薄膜。溝間隔C對於非溝部15之寬度D具有C/sinθ之關係，因此溝13對於掃刷輥旋轉方向之角度θ在40°以上時溝間隔C容易設為100mm以下。另外，螺旋溝13之溝間隔C越窄越能減輕冷卻不均勻，但是需要增加溝13之條數，因此較好是在10mm以上100mm以下之範圍。
另外，欲達成上述開口率及溝寬度，例如大徑之掃刷輥時等大多須要設置複數條上述螺旋溝13。因此，設置的彼等複數條螺旋溝13，可以如習知掃刷輥般使軸方向中央部呈對稱設置，即便依此造成有溝交叉之部分也可，但較好是全部螺旋溝13以無交叉方式設置。螺旋溝13以無交叉方式設置時，例如第4圖之41部所示，溝之交叉導致未形成有非溝部之始點，因此可以容易防 止非溝部之始點所造成掃刷輥旋轉週期或旋轉週期的溝條數分之1之振動，另外，大多數情況下，螺旋溝13可以容易而且低成本進行加工。螺旋溝將咬入熔融樹脂(薄膜)2與冷卻輥4之間的空氣A予以排出的機制之中，螺旋溝使空氣由中央部移動至端部而排出的效果不大，因此掃刷輥軸方向之溝寬度W在25mm以上時，係由中央部朝端部設置螺旋溝13，因此便無須使螺旋溝交叉。
[實施例]
以下，依據實施例更具體說明本發明，但本發明不限定於彼等實施例。另外，各種物性值之量測方法及評估方法係如以下所示。
(1)空氣池
以製膜中之目視確認有無產生空氣池。
(2)掃刷標記
以目視觀察製膜後之薄膜，完全未觀察到者設為AA，幾乎未觀察到者設為A，有觀察到者設為B，遠距離即可觀察到者設為C。
(實施例1~4)
使用第3圖所示塑膠薄膜之製膜裝置，由縫細寬度調整為0.9mm的T型模具3，押出單種單層構成之聚丙烯，經由以50m/min之速度旋轉的外徑900mm之冷卻輥4進行冷卻固化，設為厚度100μm之聚丙烯薄膜，以捲繞器捲繞而獲得薄膜捲6。掃刷輥1設為如第1圖所示構造，係在由碳鋼構成的軸11披覆矽酮橡膠，外徑設為220mm。設於掃刷輥表面的溝之規格及開口率，以及冷 卻輥4旋轉1圈時溝之軸方向移動量M係如表1所示。
(實施例5)
除製膜速度設為100m/min以外均使用和實施例1同一裝置及條件進行製膜，獲得聚丙烯薄膜。
(比較例1~3)
除掃刷輥1使用習知掃刷輥以外在和實施例同一裝置及條件下進行製膜，獲得聚丙烯薄膜。設於掃刷輥表面的溝之規格及開口率，以及冷卻輥4旋轉1圈時溝之軸方向移動量M係如表2所示。
(比較例4)
除製膜速度設為20m/min以外在和比較例2為同一裝置及條件下進行製膜，獲得聚丙烯薄膜。
上述實施例及比較例之實施結果如表1、表2之下段所示。
表2
於實施例1~4，在無產生空氣池之情況下可以防止掃刷標記。另外，於實施例2及3，螺旋溝於掃刷輥旋轉方向之間隔C設為92.2mm，因此平坦性佳、外觀品位良好。另外，相對於掃刷輥旋轉方向使螺旋溝以51°之角度設置時，掃刷輥軸方向之溝寬度W可以設為28.8mm，開口率可以設為20%，而且冷卻輥旋轉1圈時溝之軸方向移動量M係設為溝寬度W以上非溝部寬度Y以下，因此可以防止空氣池之同時，可以達成以目視完全無法觀察到掃刷標記之狀態。另外，實施例3係將全部之溝以無交叉方式設置，因此完全未產生振動，加工費亦便宜。另外，實施例5係將製膜速度設為2倍之100m/min，可以防止空氣池產生之同時，可以抑制掃刷標記之惡化。
於比較例1，雖然開口率大，溝寬度W窄，因此除產生空氣池，掃刷標記惡化以外，外觀品位顯著受損。於比較例2，因為溝寬度W窄，因此同樣產生空氣池。另外，於比較例3，軸方向之溝寬度W為較大的26.7mm，開口率亦為較大的42%，因此掃刷標記惡化。於比較例4，因為降低製膜速度，因此雖未產生空氣池，掃刷標記 亦為合格等級，但是低速導致生產性顯著降低。
[產業上之可利用性]
本發明可以作為塑膠薄膜製造工程中之掃刷輥加以利用，特別是較適用於無延展薄膜之製造，但其應用範圍不限定於彼等。

Claims (9)

  1. 一種薄膜製膜用掃刷輥，係表面設有螺旋溝的薄膜製膜用掃刷輥；其特徵為：上述螺旋溝部分之面積對掃刷輥表面積的佔有比例為30%以下，上述螺旋溝於掃刷輥軸方向的寬度為25mm以上。
  2. 如請求項1之薄膜製膜用掃刷輥，其中上述螺旋溝係以掃刷輥表面中掃刷輥旋轉方向的溝之間隔成為100mm以下的方式被設置。
  3. 如請求項1之薄膜製膜用掃刷輥，其中上述螺旋溝對於掃刷輥旋轉方向係以40°以上小於90°之角度被設置。
  4. 如請求項2之薄膜製膜用掃刷輥，其中上述螺旋溝對於掃刷輥旋轉方向係以40°以上小於90°之角度被設置。
  5. 如請求項1至4中任一項之薄膜製膜用掃刷輥，其中上述螺旋溝係於掃刷輥表面設有複數個，全部螺旋溝係以沒有交叉的方式被設置。
  6. 一種塑膠薄膜的製造裝置，係具備T型模具(T die)、冷卻輥及掃刷輥；其特徵為：上述掃刷輥係使用如請求項1至5中任一項之掃刷輥。
  7. 如請求項6之塑膠薄膜的製造裝置，其中上述掃刷輥表面之螺旋溝係以等間隔設置複數條，以(式1)表示的M係成為上述螺旋溝於掃刷輥軸方向的寬度以上且非溝部於掃刷輥軸方向的寬度以下，該M係上述冷卻輥旋轉1圈之後設於上述掃刷輥表面的 螺旋溝對於上述冷卻輥在軸方向相對移動之量；M={(Dc×N)mod Ds}/Ds×Pc (式1)其中，M表示上述冷卻輥旋轉1圈時之溝之軸方向移動量，Dc表示上述冷卻輥之外徑，Ds表示上述掃刷輥之外徑，N表示設於上述掃刷輥的螺旋溝之條數，Pc表示上述螺旋溝之軸方向間距=L/N，L表示上述螺旋溝之導程。
  8. 一種塑膠薄膜的製造方法，係由T型模具押出熔融樹脂，使上述熔融樹脂接觸冷卻輥，冷卻固化而獲得塑膠薄膜；其特徵為：在上述熔融樹脂接觸冷卻輥至分離為止之間，使掃刷輥接觸上述熔融樹脂或冷卻固化之塑膠薄膜，該掃刷輥係使用如請求項1至5中任一項之薄膜製膜用掃刷輥。
  9. 如請求項8之塑膠薄膜的製造方法，其中上述掃刷輥表面之螺旋溝係以等間隔設置複數條，以下述(式1)表示的M係成為上述螺旋溝於掃刷輥軸方向的寬度以上且非溝部於掃刷輥軸方向的寬度以下，該M係上述冷卻輥旋轉1圈之後設於上述掃刷輥表面的螺旋溝對於上述冷卻輥在軸方向相對移動之量；M={(Dc×N)mod Ds)/Ds×Pc (式1)其中，M表示上述冷卻輥旋轉1圈時之溝之軸方向移動量，Dc表示上述冷卻輥之外徑， Ds表示上述掃刷輥之外徑，N表示設於上述掃刷輥的螺旋溝之條數，Pc表示上述螺旋溝之軸方向間距=L/N，L表示上述螺旋溝之導程。
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