コロナ放電電極、コロナ放電方法及びシートキャスティング機

【課題】シート材質、成形速度、厚みの変更にも対応し、放電電極の電極針先端の並び線の曲線形状が無段階に可変にして、これによって電極針とシート間の寸法を均一とし、部分放電を防止し、安定した製膜ができるような調整可能な多針電極を有するコロナ放電電極を提供すること。
【解決手段】シートキャスティング機のTダイから押し出される溶融樹脂シートが冷却ロールに巻き着く直前に、溶融樹脂シートと冷却ロールとの密着を良くするために溶融樹脂シート全幅の背面に静電荷を付与する多数の電極針を有する電極と、この電極を保持する電気絶縁材料の支持体とからなるコロナ放電電極において、前記支持体の電極支持面と反対側の背部分に同支持体の長手方向と直角に多数のスリットを設けて、放電電極を容易に曲面に調整できるようにしたコロナ放電電極とコロナ放電方法。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シートキャスティング機のTダイから押し出される溶融樹脂シートが冷却ロールに巻き着く前に、溶融樹脂シートと冷却ロールとの密着を良くするために溶融樹脂シートの背面に静電荷を付与するコロナ放電電極の構成と、このコロナ放電電極を使用したときの、放電電極とシートとの間隔調整方法並びに前記コロナ放電電極を具えるシートキャスティング機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等の熱可塑性樹脂材料のシートを製造するときは、シートキャスティング機に付属する押出機の先端に設置してあるTダイから溶融樹脂がシート状に押し出され、冷却ロールに巻き着いて冷却ロールの表面で冷却固化され、樹脂シートの成形品となるが、樹脂シートが冷却するときは著しく幅を減少しようとする傾向があるので、冷却ロールに接触したときに溶融樹脂シートの密着性が良くないと、成形品シートになったときの幅が不規則になり、また、溶融樹脂シートと冷却ロール表面との間に空気が捕捉されたときは、樹脂シート面に泡や冷却斑を生ずる不具合がある。
【0003】このような問題を解決するために、溶融樹脂シートが冷却ロールと接触する直前に溶融樹脂シートの冷却する側と反対側の面にコロナ放電を行って静電荷を付与し、アースされた冷却ロールの表面に、溶融樹脂を確実に密着させる公知の方法が用いられている。
【0004】多針状の放電点が独立した放電用電極の放電点先端の並びがシートの送り方向に対して横一直線に固定されていると、被放電体が湾曲しているときや、Tダイから押し出されたシート状溶融樹脂が冷えて両端部から固化が始まるため厚さの不同を生じたときには、この一直線に固定された多針状の放電用電極では対応できないので、実公昭63−19135号公報に湾曲電極点を有するコロナ放電電極が提案公示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】実公昭63−19135号公報で提案された湾曲電極点を有するコロナ放電電極は、湾曲率が固定されているが、Tダイから押し出され、冷却ロールに接近する溶融樹脂のシート形状はシート材質、成形速度、厚みにより、必ずしも前記の湾曲率と一致せず、放電電極の電極点の並び線が固定した曲線では対応できない。シート製造工場からは、いかなる溶融樹脂シート形状でも、それに対応し電極針電極点とシート間の間隔を一定となるように調整できる多針電極が要求されており、本発明は、シート材質、成形速度、厚みの変更にも対応し、放電電極の電極針先端の並び線の曲線形状が無段階に可変であり、これによって電極針とシート間の寸法が均一となり、部分放電を防止し、安定した製膜ができるような調整可能な多針電極を有するコロナ放電電極を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の問題点に対し、本発明は以下の各項の構成と方法を特徴とする手段をもって課題の解決を図る。
【0007】1) シートキャスティング機のTダイから押し出される溶融樹脂シートが冷却ロールに巻き着く直前に、溶融樹脂シートと冷却ロールとの密着を良くするために溶融樹脂シートの背面全幅に静電荷を付与する多数の電極針を有する電極と、この電極を保持する電気絶縁材料の支持体とからなるコロナ放電電極において、前記支持体の電極支持面と反対側の背部分に同支持体の長手方向と直角に多数のスリットを設けて、放電電極を容易に曲面に調整できるようにしたコロナ放電電極。
【0008】2) 1)に記載するコロナ放電電極において、前記支持体に設けられた多数のスリットにシリコンゴム等の弾性を有する軟質電気絶縁材料を埋め込んで、漏電を防止するようにしたコロナ放電電極。
【0009】3) Tダイの両側板に、前記電極と同Tダイから押し出された直後の溶融樹脂シートとの平均距離が調整できる調整ボルト、ナットを備えて取付けられた取付台と、前記電極の支持体に長手方向に1列に並べて固設された複数の調整ボルトと、同調整ボルトのピッチに合わせて取付台に長手方向に1列に明けられた調整ボルトと同数の孔と、同孔に挿通した調整ボルトに螺合する調整ナット及びロックナットとで構成された電極針の先端の位置(電極点と溶融樹脂シート面との隙間距離)をグループ毎に調整する調整機構を備えた1)及び2)のコロナ放電電極。
【0010】4) 1)〜3)に記載するコロナ放電電極において、前記支持体とTダイとの空間に遮熱板を設けると同時に、前記取付台の内部に冷却水を通して前記支持体と電極位置調整機構とを高温のTダイから防熱するようにしたコロナ放電電極。
【0011】5) 3)及び4)に記載するコロナ放電電極を使用し、前記取付台のTダイ取付部においてコロナ放電電極と冷却ロール又は溶融樹脂シートとの平均基準距離を調整して固定し、シートキャスティング機が稼働し、Tダイから押し出される溶融樹脂シートが冷却ロールに巻き着いて後、コロナ放電を開始し、コロナ放電状態を観察しながら、溶融樹脂シート面の電荷付与が一様となるように、前記支持体に固設された複数の調整ボルトと調整ナットを操作して放電電極の電極針の先端と溶融樹脂シート面との隙間距離をグループ毎に調整して溶融樹脂シート面に均一に帯電させ、溶融樹脂シートが冷却ロールとむら無く密着するようにしたシートキャスティング機の溶融樹脂シートに対するコロナ放電方法。
6) Tダイと、該Tダイから押出される溶融樹脂シートが巻きつく冷却ロールと、前記溶融樹脂シートに静電荷を付与するコロナ放電電極機構とを有するシートキャスティング機において、前記コロナ放電電極機構は、複数の電極針を具える電極と、該電極を支える支持体と、該支持体を取付ける取付板と、前記支持体と前記取付板との距離を調整する調整機構とを有し、前記支持体の電極支持面と反対側の背部分にはスリットが設けられていることを特徴とするシートキャスティング機。
【0012】
【発明の実施の形態】
【第一の実施形態】本発明の第一の実施形態を図に基づいて説明する。図1はコロナ放電電極機構及びその周辺を示す断面図、図2は図1のコロナ放電電極機構の取付端部をA矢印方向から見た正面図、図3は図2の取付端部のB−B断面を示す側面断面図、図4は図1のコロナ放電電極をC方向から見た裏面図(Tダイ側板突起部2、回転支台21を省略)である。
【0013】図1において、コロナ放電電極機構10はシートキャスティング機のTダイ1と冷却ロール3の間に設置されている。Tダイ1から溶融樹脂4がシート状溶融樹脂5となるように押し出され、シート状溶融樹脂5の送出速度と同じ周速で回転している冷却ロール3に巻き着く直前において、コロナ放電電極11(以降、電極と称する。)が溶融樹脂シート5の背面に静電荷を付与して冷却ロール3に密着させるために使用される。溶融樹脂シート5は冷却されて固化し、成形品の樹脂シート6となる。
【0014】コロナ放電電極機構10は、電極11を支える支持体12と、この支持体12を調整ボルト16、調整ナット17を介して取付けている取付板15aが一体となった取付台15とで構成されている。取付台15は両側の端部取付板15b、15bがボルト28により回転支台21、21に取付けられ、回転支台21、21はTダイ1の樹脂通路の側面を受け持つと同時にTダイ1を支えているTダイ側板と一体構造の突起部2、2に軸22で回転可能に支持されている(Tダイ1から溶融樹脂4を押し出し冷却ロール3へ巻き付けるシートキャスティングの最初の工程においては、コロナ放電電極機構10を離して置かないと作業がやり難いので、図1の2点鎖線で示した位置に回動して置く必要がある)。コロナ放電電極機構10を稼働位置に固定するときは、Tダイ側板突起部2に設けたピン27を中心に回転するロックカム26により固定する。ロックカム26は偏心カムを有している。
【0015】図2及び図3に示すように、回転支台21には調整ボルト23が締まり嵌め螺合により固設され、この調整ボルト23には調整ナット24が螺合し、調整ナット24のリング状溝が取付台15端部の端部取付板15bの上端15cに設けられた切り欠き長孔に嵌合し、取付台15の取付面方向の上下方向位置を調整することにより、コロナ放電電極機構10全体の溶融樹脂シート5からの平均距離を調整することができる。また調整ボルト23にはロックナット25が螺合しており調整が終われば調整ナット24をロックすることができる。端部取付板15bの取り付け孔は長孔15dになっており、コロナ放電電極機構10の位置を調整するときはボルト28をゆるめ、位置調整が終わればボルト28を締め付け固定する。
【0016】図6に示すように、コロナ放電電極機構10は溶融樹脂シート5の全幅を超える長さを有し、一定長さ、一定ピッチの多数の電極針11aを有する電極11と、この電極11を保持する電気絶縁材料(ガラス繊維補強熱硬化性樹脂等)製の支持体12と、電極11に高圧の静電気を供給する電動ケーブル14と、電動ケーブル14の端部14aと電気的に結合され電極11へ静電気を伝える通電板13とで構成されている。
【0017】支持体12の電極支持面と反対側の背部分に同支持体12の長手方向と直角に一定ピッチ、一定深さの多数のスリット12aを設けて、コロナ放電電極機構10が容易に曲面形成できるようにしてある(スリットは通電板13にも切り込んである)。
【0018】
【第2の実施形態】図6に示した支持体12と同形の支持体32は、この支持体32に設けられた多数のスリット32aに軟質シリコンゴム等の弾性を有する軟質電気絶縁材料33を埋め込んで、通電板13からの空中放電による漏電を防止するようにした例である。
【0019】以上の第一及び第二の実施形態において、取付板15aと一体となっている取付台15は高い剛性を有し、取付板15aに支持体12が取付板15aの長手方向に1列に並べて設置された多数の調整ボルト16、調整ナット17、中間ナット18、ロックナット19により取付けられている。調整ボルト16は支持体12に固設され、調整ボルト16には調整ナット17が螺合し、中間ナット18は調整ナット17に備えられた回転方向を拘束するスプライン又はキーに係合して調整ナット17との相対的な回転が拘束され、軸方向は移動可能となっている。
【0020】キャスティング機が稼働し、溶融樹脂シート5にコロナ放電を行っているとき、放電状態を観察した結果、電極針11aの或るグループに対して溶融樹脂シート5との距離を変えたいときは、その電極針11aのグループに対する支持体12の所要の位置の調整ボルト16のロックナット19をゆるめ、中間ナット18を手動又はレンチを使って回して調整ナット17を回して取付板15aと支持体12との距離を調整すれば、支持体12は湾曲して電極針11aのグループの位置を変える(図5参照)。調整が終われば、ロックナット19を締付けて調整ナット17と調整ボルト16をロックし電極針11aの位置を保持する。因に電極点(電極針11aの針先)と溶融樹脂シート5の間隔は1〜0.5mmである。
【0021】〔第三の実施形態〕図7に取付台15の内部に冷却水を通し、支持体12とTダイ1との空間に遮熱板35を設けたコロナ放電電極機構10の例を示す。遮熱板35はコロナ放電電極機構10の全長に亘って設けられ、ボルト36により取付板15aに取付けられ、支持体12がTダイ1からの加熱を防止するようにしている。また、取付台15の冷却方式は、この取付台15を構成するパイプに小径の多孔管37が同心に液密に固設され、この2重パイプの外側に常温の冷却水が水供給管38より供給され、内側の多孔管37から温まった水が排水される構成である。
【0022】以上の遮熱と水冷の構成により、コロナ放電電極機構10の支持体12と、支持体12を曲面に調整するときに手が触れる中間ナット18、ロックナット19をTダイ1の高熱から遮熱して支持体12の熱歪みを減少し、また、取付台15を冷却することにより、取付板15a及び調整ボルト16、調整ナット17、中間ナット18を冷却して、この部分の熱歪みを減少し、コロナ放電電極機構10の溶融樹脂シート5からの調整位置を保持するとともに、電極針11aの微妙な調整を可能とする。
【0023】コロナ放電電極機構10を使用し、溶融樹脂シート5の表面にコロナ放電処理をするときの作業工程は以下の通りである。
【0024】先ず、ロックカム26、26を回して回転支台21、21のロックを外し、回転支台21、21を支えている軸22、22を中心として、コロナ放電電極機構10を図1に2点鎖線で示す位置まで回動させる。
【0025】この状態で、シートキャスティング機の図示しない押出機を稼働し、Tダイ1から溶融樹脂4を押し出し、押し出されてシート状となった溶融樹脂シート5が冷却ロール3に巻き着く。溶融樹脂シート5が冷却ロール3に安定して巻き取られる状態になった後、コロナ放電電極機構10を図1の実線で示す元の位置まで戻し、ロックカム26を回し戻して回転支台21をロックした後、電極11に静電圧を加えると、電極11の電極針11aの先端と溶融樹脂シート5の間にコロナ放電が始まる。
【0026】コロナ放電状態を観察し、コロナ放電電極機構10の全体の溶融樹脂シート5からの距離が不適当であったり、溶融樹脂シート5の面に対して傾いたりしているときは、以下に述べるようにコロナ放電電極機構10の全体の位置と姿勢を調整する。先ず、取付台15両端部の端部取付板15b、15bを回転支台21、21に締め付けている8個のボルト28を弛め、ロックナット25、25を弛めて調整ナット24、24のロックを外し、調整ナット24、24を回して端部取付板15b、15bを移動させることにより、電極11と冷却ロール3又は溶融樹脂シート5との平均距離を調整する。この調整後、ロックナット25、25を締め付けて調整ナット24、24を固定し、さらに8個のボルト28を締め付けて端部取付板15b、15bを回転支台21、21に固定する。
【0027】次に、コロナ放電状態を観察しながら、微細調整が必要な電極11をグループ毎に位置の微細調整を行う。支持体12に固設された複数の調整ボルト16の中から、所要の調整ボルト16を選んで、そのロックナット19を弛め、中間ナット18を介して調整ナット17を回転操作して支持体12を変形させ、グループ毎に電極11の電極針11aの先端と溶融樹脂シート5面との隙間距離を調整してコロナ放電状態を揃えることにより、溶融樹脂シート面に静電気を均一に帯電させ、溶融樹脂シート5が冷却ロール3とむら無く密着するようにする。
【0028】
【発明の効果】本発明のコロナ放電電極は、Tダイから押し出される溶融樹脂シートが冷却ロールに巻き着く前に、溶融樹脂シートと冷却ロールとの密着を良くするために溶融樹脂シートの背面に静電荷を付与する多数の針状の電極点を有するコロナ放電電極であって、電極支持体の背部分にスリットを設けて、放電電極を容易に曲面に調整できるようにした構成、或いは漏電防止のため、前記スリットに弾性を有する電気絶縁材料を埋め込んだ構成であるので、放電電極点を無段階に曲線形状に調整することができ、これによって電極針と溶融樹脂シート間の寸法を均一に揃えることが可能となるので、部分放電の防止ができ、シート成形速度を増し、厚みの変更にも容易に対応でき、安定したシート製造が可能となる。(請求項1、2、5、6)
【0029】放電電極の取付台は、Tダイとの相対位置が調整できるように設置されているので、コロナ放電電極機構全体の位置と姿勢を調整することができると同時に、放電電極取付台の長手方向には複数の調整ボルト、調整ナット及びロックナットが1列に並べて構成されて、グループ毎の放電電極の位置調整機構を備えているので、手動或いは簡単な道具を用いて放電電極点を無段階に曲線形状にすることができ、上記の効果の実現性を高めることができる。(請求項3、5)
【0030】さらに、上記のコロナ放電電極とTダイとの空間に遮熱板を設けると同時に、前記取付台の内部に冷却水を通して電極支持体と電極位置調整機構とを高温のTダイから防熱するようにしたので、前記電極支持体の熱歪みを減少し、また、取付台を冷却することにより、電極調整ボルト、調整ナット等を冷却して低温に保ち、この部分の熱歪みを減少し、コロナ放電電極の溶融樹脂シート面からの調整位置を保持するとともに、放電電極の微妙な調整を可能とする効果がある。(請求項4)
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態に係るコロナ放電電極機構及びその周辺を示す断面図である。
【図2】図1のコロナ放電電極機構の取付端部をA矢印方向から見た正面図である。
【図3】図2の取付端部のB−B断面を示す側面断面図である。
【図4】図1のコロナ放電電極機構をC方向から見た裏面図である。
【図5】図1のコロナ放電電極機構によりコロナ放電を行うときの電極調整作用を示す説明図である。
【図6】第二の実施形態に係るコロナ放電電極を示す裏面図である。
【図7】第三の実施形態に係るコロナ放電電極機構に遮熱板と冷却水通路を設けた例を示す図1に相当する断面図である。
【符号の説明】
1・・・Tダイ
3・・・冷却ロール
5・・・溶融樹脂シート
10・・・コロナ放電電極機構
11・・・電極
11a・・・電極針
12・・・支持体
12a・・・スリット
13・・・通電板
15・・・取付台
15a・・・取付板
16・・・調整ボルト
17・・・調整ナット
18・・・中間ナット
19・・・ロックナット
21・・・回転支台
22・・・軸
23・・・調整ボルト
24・・・調整ナット
25・・・ロックナット
32・・・支持体
32a・・・スリット
33・・・軟質電気絶縁材
35・・・遮熱板
37・・・多孔管

【特許請求の範囲】
【請求項1】 シートキャスティング機のTダイから押し出される溶融樹脂シートが冷却ロールに巻き着く直前に、溶融樹脂シートと冷却ロールとの密着を良くするために溶融樹脂シート全幅の背面に静電荷を付与する多数の電極針を有する電極と、この電極を保持する電気絶縁材料の支持体とからなるコロナ放電電極において、前記支持体の電極支持面と反対側の背部分に同支持体の長手方向と直角に多数のスリットを設けて、放電電極を容易に曲面に調整できるようにしたことを特徴とするコロナ放電電極。
【請求項2】 請求項1に記載するコロナ放電電極において、前記支持体に設けられた多数のスリットにシリコンゴム等の弾性を有する軟質電気絶縁材料を埋め込んで、漏電を防止するようにしたことを特徴とするコロナ放電電極。
【請求項3】 Tダイの両側板に、前記電極と同Tダイから押し出された直後の溶融樹脂シートとの平均距離が調整できる調整ボルト、ナットを備えて取付けられた取付台と、前記電極の支持体に長手方向に1列に並べて固設された複数の調整ボルトと、同調整ボルトのピッチに合わせて取付台に長手方向に1列に明けられた調整ボルトと同数の孔と、同孔に挿通した調整ボルトに螺合する調整ナット及びロックナットとで構成された電極針の先端の位置(電極点と溶融樹脂シート面との隙間距離)をグループ毎に調整する調整機構を備えたことを特徴とする請求項1及び2のコロナ放電電極。
【請求項4】 請求項1〜3に記載するコロナ放電電極において、前記支持体とTダイとの空間に遮熱板を設けると同時に、前記取付台の内部に冷却水を通して前記支持体と電極位置調整機構とを高温のTダイから防熱するようにしたことを特徴とするコロナ放電電極。
【請求項5】 請求項3及び4に記載するコロナ放電電極を使用し、前記取付台のTダイ取付部においてコロナ放電電極と冷却ロール又は溶融樹脂シートとの平均基準距離を調整して固定し、シートキャスティング機が稼働し、Tダイから押し出される溶融樹脂シートが冷却ロールに巻き着いて後、コロナ放電を開始し、コロナ放電状態を観察しながら、溶融樹脂シート面の電荷付与が一様となるように、前記支持体に固設された複数の調整ボルトと調整ナットを操作して放電電極の電極針の先端と溶融樹脂シート面との隙間距離をグループ毎に調整して溶融樹脂シート面に均一に帯電させ、溶融樹脂シートが冷却ロールとむら無く密着するようにしたことを特徴とするコロナ放電方法。
【請求項6】 Tダイと、該Tダイから押出される溶融樹脂シートが巻きつく冷却ロールと、前記溶融樹脂シートに静電荷を付与するコロナ放電電極機構とを有するシートキャスティング機において、前記コロナ放電電極機構は、複数の電極針を具える電極と、該電極を支える支持体と、該支持体を取付ける取付板と、前記支持体と前記取付板との距離を調整する調整機構とを有し、前記支持体の電極支持面と反対側の背部分にはスリットが設けられていることを特徴とするシートキャスティング機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2002−226615(P2002−226615A)
【公開日】平成14年8月14日(2002.8.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2001−23762(P2001−23762)
【出願日】平成13年1月31日(2001.1.31)
【出願人】(000006208)三菱重工業株式会社 (10,378)
【Fターム(参考)】