(57)【要約】  【課題】フィルム巻取時のシワやたるみ、同時にフィルム層間のズレを発生させないように、フィルムの巻口での空気噛み量を適正化し、かつ、フィルムロール体の端面からの空気排出効果を巻取中常に同じに保つような圧接ローラを提供する。また、上記圧接ローラを用いたフィルムの巻取り装置の提供ならびにフィルムロール体の製造方法を提供する。  【解決手段】外周面に凹部が形成されたローラであって、前記凹部が式（１）を満足することを特徴とするフィルム巻き取り用の圧接ローラ。  Sum(（Ａ×ｌ×ｓｉｎ２θ）／（π×Ｄ×Ｌ）)＜３５０〔ｍｍ〕                （１）ここで、Ａ：任意の１個の前記凹部の表面積        ｌ：当該凹部の主軸の長さ        θ：前記ローラの回転軸方向に垂直な軸と前記主軸とが成す角度        Ｄ：前記ローラ外周面の直径        Ｌ：前記ローラの有効面長を表し、Sum()は前記ローラの有効外周面内における、すべての前記凹部についての総和を表す。【選択図】  図６
2006151691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に凹部が形成されたローラであって、前記凹部が式（１）を満足することを特徴とするフィルム巻き取り用の圧接ローラ。
Sum(（Ａ×ｌ×ｓｉｎ２θ）／（π×Ｄ×Ｌ）)＜３５０〔ｍｍ〕            （１）
ここで、Ａ：任意の１個の前記凹部の表面積
ｌ：当該凹部の主軸の長さ
θ：前記ローラの回転軸方向に垂直な軸と前記主軸とが成す角度
Ｄ：前記ローラ外周面の直径
Ｌ：前記ローラの有効面長
を表し、Sum()は前記ローラの有効外周面内における、すべての前記凹部についての総和を表す。
【請求項２】
外周面に凹部が形成されたローラであって、前記凹部が式（１）を満足し、かつ、前記凹部が式（２）を満足することを特徴とするローラ。
Sum(（Ａ×ｌ×ｓｉｎ２θ）／（π×Ｄ×Ｌ）)＜３５０〔ｍｍ〕                  （１）
１．０×１０−８≦Sum(（Ａ×ｄ）／（π×Ｄ２×Ｌ）)≦１．０×１０−２              （２）
ここで、Ａ：任意の１個の前記凹部の表面積
ｌ：当該凹部の主軸の長さ
θ：前記ローラの回転軸に垂直な軸と前記主軸とが成す角度
Ｄ：前記ローラ外周面の直径
Ｌ：前記ローラの有効面長
ｄ：前記凹部が形成されているローラ外周面上の仮想的な円周線から直線Ｗまでの垂線の長さ＝｛Ｄ−√（Ｄ２―Ｗ２）｝／２                            
Ｗ：ローラ外周面上の前記凹部の回転方向における長さ
を表す。また、Sum()は前記ローラの有効外周面内における、すべての前記凹部についての総和を表す。
【請求項３】
前記ローラの有効外周面をローラ回転軸方向に１０等分した各領域ｉ（ｉ＝１，２，・・・１０）における、空気噛み込みパラメータＰｉ（ｉ＝１，２，・・・１０）の最大値をＰmax、最小値をＰminとしたとき、式（３）の関係を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のローラ。
（Ｐmax−Ｐmin）／（（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・・Ｐ１０）／１０）≦０．２            （３）
ここで、ＰｉはSum(（Ａ×ｄ）／（π×Ｄ２×Ｌｉ）)を表し、Ｌｉは、前記各領域における前記ローラの有効面長を表す。また、Sum()は前記ローラの有効外周面内におけるｉ番目の前記各領域における前記凹部についての総和を表す。また、Ａは、複数の前記領域にまたがる前記凹部については、それぞれの前記領域に属する部分の表面積とする。
【請求項４】
前記ローラの有効外周面をローラ回転軸方向に１０等分した各領域ｉ（ｉ＝１，２，・・・１０）のうち両端部を除く中央部に属する８個の前記領域において、式（４）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のローラ。
１．０×１０−８≦Ｐｉ≦１．０×１０−２                                      （４）
ここで、Ｐｉ（ｉ＝２，３，・・・９）は空気噛み込みパラメータであり、Sum(（Ａ×ｄ）／（π×Ｄ２×Ｌｉ）)を表す。Ｌｉ（ｉ＝２，３，・・・９）＝Ｌ／１０は、前記８個の前記領域の前記ローラの有効面長を表す。また、Sum()は前記ローラの有効外周面内におけるｉ番目の前記各領域における前記凹部についての総和を表す。また、Ａは、複数の前記領域にまたがる前記凹部については、それぞれの前記領域に属する部分の表面積とする。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のローラであって、前記各凹部が式（５）を満足することを特徴とするローラ。
0.998×ｓｉｎ−１（Ｗ／Ｄ）≦Ｗ／Ｄ≦0.999999×ｓｉｎ−１（Ｗ／Ｄ）          （５）
【請求項６】
前記各凹部は、ローラ回転軸方向に連続または不連続に延在する形状を有するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のローラ。
【請求項７】
前記各凹部は、楕円形状の形状を有するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のローラ。
【請求項８】
ローラは、表面がエラストマーで形成されており、かつ前記エラストマーの硬度が４０°以上７０°以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のローラ。
【請求項９】
フィルムを巻き取る巻取コアを回転可能に保持するチャックと、前記チャックを回転駆動する駆動設備と、前記チャックに保持された巻取コアに対して付勢された回転可能な圧接ローラとを備えたフィルムの巻取装置であって、前記圧接ローラとして請求項１〜８のいずれかに記載のローラを備えたことを特徴とするフィルムの巻取装置。
【請求項１０】
前記巻取コアを２本以上備え、前記圧接ローラ１本に対して前記巻取コアの２本以上を圧接するよう構成されたことを特徴とする請求項９に記載のフィルムの巻取装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のフィルムの巻取装置を用いて、フィルムを巻取コアに巻き取ることを特徴とするフィルムロール体の製造方法。
【請求項１２】
前記フィルムと前記圧接ローラとの静摩擦係数が０．６以下となるよう前記フィルムと前記圧接ローラの組み合わせを用いることを特徴とする請求項１１に記載のフィルムロール体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラ、フィルムの巻取装置およびフィルムロール体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムをロール形状に巻取る際には、フィルム層間に噛み込む空気量を適正にする目的で、フィルムロール体の表面にローラを接触させつつ巻取ることが一般に広く行われている。こうしたフィルムの巻取りには、フィルムにシワやたるみを生じさせることなく、またロール体の軸方向すなわちフィルムの幅方向に層間のズレを生じさせることなく巻取ることが重要である。
【０００３】
一般にフィルムのシワやたるみには、フィルム層間の空気噛み込み量が大きく関わっており、フィルムの材質、厚み、幅によって適正に制御する必要があることが広く知られている。この解決手段の１つとして、特許文献１のような圧接ローラに関する技術が開示されている。これは図１に示すように圧接ローラ１の外周面２に螺旋状の溝３を配し、ローラ外周面積に対する溝の割合を適正にすることで、巻口での空気噛み量を適正化しようというものである。
【０００４】
また、特許文献２においては、上記巻口での空気噛み量だけでなく、螺旋溝に沿ったフィルムロール端面からの空気排出の効果を考慮した上で、螺旋溝の方向や寸法などの詳細部を適正化する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平４−３５００５０号公報
【特許文献２】特開２０００−１７７８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術においては、ロール体上でのシワやたるみの防止には効果的であるものの、フィルム巻取におけるもう一つの大きな課題であるフィルム層間のズレについては何ら考慮がなされていない。つまりフィルムロール体における任意の層と次の層の端面がロール体の軸方向に数ｍｍずれて巻かれてしまう場合があり、昨今高精度な巻取が要求される中、この点がより重要な課題となってきた。
【０００６】
本発明者らの知見によると上記従来の技術では、フィルムの巻口で一旦噛み込んだ空気が、フィルムロール端面から螺旋溝に沿って排出されるのに伴い、フィルムのズレが生じやすい場合がある。
【０００７】
また、本発明者らが検証実験を行った結果、次のような重大な問題点があることが分かった。それは、圧接ローラの直径を溝本数で除した値の整数倍と、巻太っていくフィルムロール体の直径とが等しくなったとき、フィルムロール体上で圧接ローラの溝部が接触した部分が、一回転した後、再び丁度溝部分と重なることとなり、一時的に端面からの空気排出効果が無くなることである。このため、該当する巻径においてのみフィルム層間の空気噛み込み量が急激に増大し、層間のズレを生じやすくさせてしまう。このような空気噛み込み量が急激に増加するポイントは、例えば、圧接ローラの直径を１８０ｍｍ、溝本数を４本、巻取コア外径を１５０ｍｍ、最大巻取直径を６００ｍｍとした場合、内層側より直径１８０、２２５、２７０、３１５、３６０、４０５、４５０、４９５、５４０、５８５ｍｍの１０カ所存在することになる。
【０００８】
本発明の目的はフィルム巻取時のシワやたるみ、上述の層間のズレのいずれも許容範囲内となるように、フィルムの巻口での空気噛み込み量を適正化し、かつ、フィルムロール体の端面からの空気排出効果を巻取中常に一定に保つようなローラを提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記ローラを圧接ローラとして用いたフィルムの巻取装置の提供ならびにフィルムロール体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明によれば、外周面に凹部が形成されたローラであって、前記凹部が式（１）を満足することを特徴とするフィルム巻き取り用の圧接ローラを提供される。
【００１０】
Sum(（Ａ×ｌ×ｓｉｎ２θ）／（π×Ｄ×Ｌ）)＜３５０〔ｍｍ〕                （１）
ここで、Ａ：任意の１個の前記凹部の表面積
ｌ：当該凹部の主軸の長さ
θ：前記ローラの回転軸方向に垂直な軸と前記主軸とが成す角度
Ｄ：前記ローラ外周面の直径
Ｌ：前記ローラの有効面長
を表し、Sum()は前記ローラの有効外周面内における、すべての前記凹部についての総和を表す。
【００１１】
また、外周面に凹部が形成されたローラであって、前記凹部が式（１）を満足し、かつ、前記凹部が式（２）を満足することを特徴とするローラも提供される。
Sum(（Ａ×ｌ×ｓｉｎ２θ）／（π×Ｄ×Ｌ）)＜３５０〔ｍｍ〕                  （１）
１．０×１０−８≦Sum(（Ａ×ｄ）／（π×Ｄ２×Ｌ）)≦１．０×１０−２            （２）
ここで、Ａ：任意の１個の前記凹部の表面積
ｌ：当該凹部の主軸の長さ
θ：前記ローラの回転軸に垂直な軸と前記主軸とが成す角度
Ｄ：前記ローラ外周面の直径
Ｌ：前記ローラの有効面長
ｄ：前記凹部が形成されているローラ外周面上の仮想的な円周線から直線Ｗまでの垂線の長さ＝｛Ｄ−√（Ｄ２―Ｗ２）｝／２                            
Ｗ：ローラ外周面上の前記凹部の回転方向における長さ
を表す。また、Sum()は前記ローラの有効外周面内における、すべての前記凹部についての総和を表す。
【００１２】
また、前記ローラの有効外周面をローラ回転軸方向に１０等分した各領域ｉ（ｉ＝１，２，・・・１０）における、空気噛み込みパラメータＰｉ（ｉ＝１，２，・・・１０）の最大値をＰmax、最小値をＰminとしたとき、式（３）の関係を満足することを特徴とするローラが好ましい。
【００１３】
（Ｐmax−Ｐmin）／（（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・・Ｐ１０）／１０）≦０．２              （３）
ここで、ＰｉはSum(（Ａ×ｄ）／（π×Ｄ２×Ｌｉ）)を表し、Ｌｉは、前記各領域における前記ローラの有効面長を表す。また、Sum()は前記ローラの有効外周面内におけるｉ番目の前記各領域における前記凹部についての総和を表す。また、Ａはその領域内での前記凹部の表面積を表す。
【００１４】
また、前記ローラの有効外周面をローラ回転軸方向に１０等分した各領域ｉ（ｉ＝１，２，・・・１０）の両端部を除く領域において、式（４）を満足するローラが好ましい。
１．０×１０−８≦Ｐｉ≦１．０×１０−２                  （４）
ここで、Ｐｉ（ｉ＝１，２，・・・１０）は空気噛み込みパラメータであり、Sum(（Ａ×ｄ）／（π×Ｄ２×Ｌｉ）)を表す。Ｌｉ（ｉ＝１，２，・・・１０）＝Ｌ／１０は、前記各領域の中でローラ回転方向の両端部の領域Ｐ１、Ｐ１０を除いた領域の前記ローラの有効面長を表す。また、Sum()は前記ローラの有効外周面内におけるｉ番目の前記各領域における前記凹部についての総和を表す。
【００１５】
また、前記各凹部が式（５）を満足することを特徴とするローラも好ましい。
【００１６】
0.998×ｓｉｎ−１（Ｗ／Ｄ）≦Ｗ／Ｄ≦0.999999×ｓｉｎ−１（Ｗ／Ｄ）          （５）
また、前記各凹部は、ローラ回転軸方向に連続または不連続に延在する形状を有するものであることを特徴とするローラも好ましい。
【００１７】
また、前記各凹部は、楕円形状の形状を有するものであることを特徴とするローラも好ましい。
【００１８】
また、ローラは、表面がエラストマーで形成されており、かつ前記エラストマーの硬度が４０°以上７０°以下であることを特徴とするローラも好ましい。
【００１９】
また、本発明によればフィルムを巻き取る巻取コアを回転可能に保持するチャックと、前記チャックを回転駆動する駆動設備と、前記チャックに保持された巻取コアに対して付勢された回転可能な圧接ローラとを備えたフィルムの巻取装置であって、前記圧接ローラとして上記に記載のローラを備えたことを特徴とするフィルムの巻取装置も提供される。
【００２０】
また、本発明によれば、前記巻取コアを２本以上備え、前記圧接ローラ１本に対して前記巻取コアの２本以上を圧接するよう構成されたことを特徴とするフィルムの巻取装置も提供される。
【００２１】
さらには、本発明によれば、上記フィルムの巻取装置を用いて、フィルムを巻取コアに巻き取ることを特徴とするフィルムロール体の製造方法を提供される。
【００２２】
また、前記フィルムと前記圧接ローラとの静摩擦係数が０．６以下となるよう前記フィルムと前記圧接ローラの組み合わせを用いることを特徴とするフィルムロール体の製造方法も好ましい。
【００２３】
まず、本発明において、ローラ外周面には上記式（１）を満足する凹部が形成される。ここで上記式（１）について詳細に説明する。図２はローラ外周面に任意の形状の凹部が形成されたローラの概略正面図である。図２において、ローラ５外周面６上に設けられた任意の１個の凹部に対して、前記凹部の表面積をＡ、当該凹部の主軸の長さをｌ、前記ローラの回転方向と前記主軸とが成す角度をθ、前記ローラ外周面の直径をＤ、前記ローラの有効面長をＬと定義する。ここで、凹部の表面積とは、上記ローラを平面に展開した外周面における凹部の開口部の面積をいい、ローラ回転方向とは、前記平面に展開した外周面の回転軸方向に直交する軸をいう。また、主軸とは、前記平面に展開した外周面における凹部の重心を通る軸のうち、前記凹部を形成する輪郭線上の任意の点から前記軸に下ろした垂線の中で最長となる線の長さが、最も短くなる時の軸をいい、主軸の長さｌとは、前記軸と前記輪郭線とが交差する点のうち最も離れた２点を結ぶ線の長さをいう。また、凹部の形状が正多角形または円形の場合、角度θは９０°とする。また、θの角度単位はｄｅｇであり、０〜９０°の範囲で表す。また、ローラ外周面の直径Ｄについては、ローラ回転軸方向の有効面長Ｌにわたり、最大の値をいう。また、有効面長Ｌは、ローラの外周面において、ローラの目的に応じた使用形態で使用したときに対象物と接触する可能性のあるローラ軸方向における最大長さをいう。上記式（１）は、ローラがフィルムロール体等の対象物に接触して回転したとき、ローラ外周面に形成された凹部がローラの回転軸方向に作用する成分の総和をローラ外周面の表面積（凹部を含む）で除した値であり、この値が３５０ｍｍより小さくなるようにローラ外周面に凹部を形成することが好ましい。      
【００２４】
つまり上記式（１）の意味するところは、フィルムロール体の層間に噛み込んだ空気をローラ回転軸方向に移動せしめる成分の総和を示したものであって、巻口での空気噛み込み量が適正であれば、排出の必要は無く、上記値を３５０ｍｍより小さくするということである。これによって、巻口においてフィルムロール体の層間に噛み込んだ空気を移動、排出する量を少なくすることができる。上記値が３５０ｍｍを超えると、ローラ回転軸方向に過剰に空気を移動する作用が働き、結果としてフィルム層間の空気噛み込み量が不足し、ブロッキングやシワを発生する場合がある。また、上記値が３５０ｍｍを超える場合は、実質的に上述の従来技術と同様に、ある特定の巻径において発生する層間空気の送り停止が影響して、特定の層間でズレを生じやすくなる場合がある。なお、上記値を１００ｍｍよりも小さくするとより好ましい。さらに好ましくは２５ｍｍより小さくする。
【００２５】
また、上記式（２）においては、図３に示すようにＷは凹部において、ローラの回転方向におけるローラ外周面９にほぼ沿っているが湾曲しない直線の長さを表す（以下、開口幅Ｗという場合もある。幅方向においてＷが変化する凹部にあっては、幅方向の各部における値の平均値をとるものとする。）。ｄは凹部が形成されているローラ外周面９上における、凹部が形成されていない場合の仮想的な円周線９’から直線Ｗまでの垂線の長さを表す。つまり上記式（２）の意味するところは、ローラ外周上に形成される凹部の形状がフィルムロール体の巻口での空気噛み込み量に強い相関を持つ量であり、式（２）の値を１．０×１０−８以上１．０×１０−２以下に制御することで、適正な空気噛み込み量を得ることができる。発明者らの知見によれば、上記値が１．０×１０−８よりも小さいとフィルム層間の空気噛み込み量にばらつきが生じたり、不足したりする。逆に、１．０×１０−２よりも大きくなると空気噛み込み量が過剰となり、排出作用を低減したことと相まって、全体としての空気噛み込み量が過大となり、層間のズレを生じやすい状態となる場合がある。なお、より好ましくは上記値を１．０×１０−６以上１．０×１０−４以下に制御する。
【００２６】
また、上記式（３）の意味するところは、ローラ回転軸方向における空気噛み込み量を概略均一に分布させるということであり、これにより、ローラ外周面に形成する凹部の空気噛み込みパラメータＰについて、ローラ回転軸方向に均一にせしめることができる。つまりローラ回転軸方向におけるＰの値のばらつきを２０％以内とすることで、実質的にフィルムロール体層間の空気噛み込み量は均一となる。もちろん、ばらつきは小さいほど良い。
【００２７】
また、上記式（４）の意味するところは、ローラ回転軸方向において両端部を除く領域において、空気噛み込み量に強い相関を持つ式（４）の値を１．０×１０−８以上１．０×１０−２以下に制御することで、実質的に適正な空気噛み込み量を得ることができることを示している。
【００２８】
また、上記式（５）の意味するところは、ローラの外周面直径Ｄに対する、凹部の開口幅Ｗの大きさを所定の範囲とすることであり、例えば、図３における点ａと点ｂを結ぶ直線ａ−ｂの長さを、弧ａ−ｂの長さの９９．８％以上かつ９９．９９９９％以下に設定することが好ましいことを示している。発明者らの知見によれば、９９．８％未満とした場合には、ローラの外径に対する開口幅Ｗの幅が過大となり、ローラと巻き取りコアがフィルムを介して接してしている点において、上記ローラの１個の外周面（凸部）がコアに接してから次の外周面がコアに接するまでの長さが大となって、巻取り中のフィルムの張力が大きく変動し、かえって巻姿の悪化につながってしまう場合がある。また、同じ理由で圧接ローラが大きく振動してしまうこともある。逆に９９．９９９９％以上となると、圧接ローラをコアまたはフィルムロール体に押し当てる圧力によって凹部が変形し、実質的に凹部の機能を果たさなくなり、適正な空気噛み込み量の制御が不可能となる。
【００２９】
また、特に圧接ローラの外径が２００ｍｍ以下の場合は式（６）の関係がより好ましい。
【００３０】
0.999×ｓｉｎ−１（Ｗ／Ｄ）≦Ｗ／Ｄ≦0.999999×ｓｉｎ−１（Ｗ／Ｄ）      （６）
上記式（２）（５）（６）における凹部の開口幅Ｗについてさらに詳細に説明する。まず、ローラの回転軸に対し垂直な平面で切断したときの凹部断面は、ローラ表面の材質や加工方法によって、多くは図４（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかのような断面形状となる。また、凹部の角は機械加工やサンドペーパ等により面取りや丸め加工を施す場合がある。いずれの形状の場合でも、凹部の開口幅Ｗは、上記断面において、凹部が形成されていない場合における仮想的な円周線９’から現実の凹部表面が０．０５ｍｍ以上ローラの径方向に後退した点を境界とし、凹部の両側の境界点の周の直線距離により定義される。なお、凹部の表面積を定める際の開口部の内外の境界も同様に定める。
【００３１】
ここで開口幅Ｗは、個々の当該凹部につきローラの回転軸方向に１０等分する点において測定した値の平均値のことをいう。また個々の凹部の形状が実質的に同じ場合、任意の１個の凹部についてその値を代表しても問題ない。
【００３２】
このような開口幅Ｗをもった凹部はローラ回転軸方向に延在する（上記ローラの回転方向と凹部の主軸の成す角θを９０°とする）ことで、層間に噛み込んだ空気を移動すること無く、より均一に空気噛み込み量を制御することが出来る。
【００３３】
また、本発明においては凹部を楕円形状（円形を含む）またはそれに近い形状で形成した場合に限り、主軸の方向を回転軸方向として取り扱うこと（回転方向と凹部の主軸の成す角θを９０°）とする。当該場合においても、同等の効果を得ることができる。
【００３４】
また、エラストマーとは、高分子有機化合物またはそれを基本成分とする固体材料であって、ＪＩＳ  Ｋ  ６２００において定義されているものをいう。例えば、ブダジエン・アクリロニトリル共重合体（ＮＢＲ）やポリクロロプレン（ＣＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＴ）、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）、あるいはそれらに耐候性や滑り性、耐摩耗性などを向上する添加剤を加えたり、処方を施したものである。またここでいう硬度とは、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１Ａ級に準拠した硬度計使用して、ローラ有効部を回転軸方向にほぼ等分に区分する１０点において測定した値の平均値のことをいう。この際、測定針がローラ最外周面（凹部でな無い部分）に接触するようにして測定する。硬度が４０°より小さい場合、ローラ外周面に備えた凹凸がフィルムロール体に押し付けられる圧力によって潰れてしまい、フィルムロール体表面で圧接ローラがバウンドし、巻口での空気噛み込み量を制御できないことがあり、その他にも、フィルム表面に擦り傷を発生させる場合がある。また、硬度が７０°より大きい場合も巻口での空気噛み込み量が不足しブロッキング現象を誘発し易い。
【００３５】
本発明において巻取装置とは、フィルム製造工程の最後で中間製品ロールを巻き取る、いわゆるワインダであっても、前記中間製品ロールを所望の幅にスリットするスリッタであっても、あるいはフィルム表面に蒸着やコーティングを施したり、単に巻替えることを目的とした装置であっても良い。
【００３６】
ここでフィルムと圧接ローラとの静摩擦係数が０．６を超えると、フィルムと圧接ローラの接触部位において、フィルムが局所的に過大な張力を受けて擦り傷を発生しやすくなる。ここでいう静摩擦係数とは図５にその概略を示した方法によって測定されるものである。圧接ローラ５を回転不能に固定支持し、錘１０を吊したフィルム１１を角度δで圧接ローラ５に巻き付けながら、バネばかりなどの荷重計１２で引っ張る。この時、錘１０の重量をＦ［Ｎ］、フィルム１１と圧接ローラ５が滑り始める時の荷重計の値をＴ［Ｎ］とした場合、静摩擦係数μは式（７）によって求められる。
【００３７】
μ＝（１／δ）×log（Ｆ／Ｔ）                      （７）
ここでlogはｅ＝2.71828…を底とする自然対数である。なお、式（５）（６）（７）における角度単位はｒａｄとする。
【００３８】
また、フィルムとしては例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、芳香族ナイロン等のポリアミド系、その他ポリイミド系、ポリスルホン系、ポリビニル系、ポリエステルエーテル系、ポリカーボネート系、ポリフェニレンサルファイド系、ポリ乳酸系などからなるフィルムが用いられる。もちろん、これらの樹脂の混合物や共重合物であってもよい。また各種の添加剤、例えば帯電防止剤や、耐候剤や、無機または有機の粒子や、ワックス等の滑剤や、顔料を含むものであってもよい。中でもポリエチレンテレフタレートフィルムやポリプロピレンフィルムまたはポリイミドフィルムなどのフィルムに有効である。なお、フィルムの材質によっては、圧接ローラの外周面の形状がフィルムに薄く転写する場合もあるが、品質上大きな問題とならない。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、以下に説明するとおり、外周面に特定の関係を満足する凹部が設けられたことを特徴とするフィルム巻き取り用圧接ローラを用いることにより、フィルムの巻口での空気噛み量を適正化し、かつ、フィルムロール体の端面からの空気排出効果を巻取中常に所定範囲内に保つことで、フィルム巻取時のシワやたるみ、またフィルム層間のズレを生じさせず、より美麗で高精度なフィルムロール体を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に本発明の実施の形態について詳細に述べるが、本発明は以下の実施例を含む実施の形態に限定されるものではなく、発明の目的を達成できて、かつ、発明の要旨を逸脱しない範囲内においての種々の変更は当然あり得る。
【００４１】
本発明の実施の形態を、図面を用いて以下に説明する。
【００４２】
図６は本発明の実施の形態の一例たる圧接ローラ１３の概略正面図である。圧接ローラ１３の外周面１４にローラ回転軸方向に延在する凹部（連続した溝）１５が複数本設けられている。ここでθ＝９０°であり、上述の式（１）を満足しかつ式（２）（３）（４）あるいは式（５）に記載の関係となるように開口幅Ｗおよび溝本数が決定されている。
【００４３】
また、外周面１４を形成する材料は特に限定されるものではないが、ゴムなどのエラストマーとし、その硬度を４０°以上７０°以下とされており、巻取るフィルムロール体表面への追従性の強化と摩耗防止がはかられている。また本形態では凹部の角がフィルムロールに強く押し付けられる頻度が高いため、一般的に耐摩耗性に優れる材質や処方を施したローラが好適である。さらにフィルムとの静摩擦係数を０．６以下に設定している。
【００４４】
なお、外周面以外のローラ構成あるいは材質については、芯金１６は少なくとも軸受けを取り付ける部分を金属で形成されている。
【００４５】
図７は、図６とは異なる本発明の実施の形態の一例たる圧接ローラ１７の概略正面図である。ローラ１７の外周面１８にローラ回転軸方向に延在しかつ不連続な凹部（長円形状）１９が複数本設けられている。ここでθ＝９０°であり、上述の式（１）を満足しかつ式（２）（３）（４）あるいは式（５）に記載の関係となるように開口幅Ｗおよび溝個数が決定されている。また、本形態のごとくローラ表面上に凹部を形成した場合、ローラ回転軸方向の位置によって外周のうちで凹部の占める割合が部分的に異なってしまい、巻取るフィルムロールにおいては対応する位置で空気の噛み込みかたが異なり逆にシワが生じる可能性が懸念される。発明者らの知見によれば、図７に示すように開口部をローラ回転方向に向かって千鳥状に配置することで、この問題は解消することが可能である。逆に、このように溝部を分断して配置することにより、巻取るフィルムロールと常に接触する部分を設けることができるため、ローラ外周面上の凸部が潰れて振動することが少なく、高速での巻取も安定して行うことが可能となる。さらには凹部が不連続に形成されているため、フィルムロール体の巻口で噛み込んだ空気をフィルムロール体端面から排出する量が極めて少なく、空気噛み込み量と空気排出量の制御がより簡便となる。また、外周面の材質及び外周面以外のローラ構成、材質については図６に示すものと同様である。
【００４６】
図８は、図６、図７とは別の本発明の実施の形態の一例たる圧接ローラ２１の概略正面図である。ローラ２１の外周面２２に円形状の凹部２３が複数個設けられている。ここで上述の通りθ＝９０°として取り扱い、上述の式（１）を満足しかつ式（２）（３）（４）あるいは式（５）に記載の関係となるように直径および凹部の個数が決定されている。本形態によれば、図６の形態と同じ効果を得ることができ、さらには図７に比べ、加工が比較的簡便である。
【００４７】
さらに、エッジ部は機械加工やサンドペーパ等により面取りや丸め加工を施すとよい。これは圧接ローラとフィルム表面との間に生ずる僅かな速度差によって発生しやすい擦り傷を低減することや圧接ローラ凸部の角が削れるのを防止するのに有効である。
【００４８】
また、これらの外周面を形成するためには、一般的にはローラ外周に刃物などで凹部を加工するが、その代わりに凸となる部分を張り付けるなどして形成しても、本発明の効果を得ることが出来る。
【００４９】
図９は、一般的なプラスチックフィルム２５の製造工程の概略図である。溶融した熱可塑性樹脂を口金２６からシート状に押し出し、冷却ドラム２７上で急冷して固化させ、場合によっては延伸装置２８により長手方向と幅方向に延伸し、搬送ローラ２９を経た後に、ワインダ３０で駆動装置にチャック手段により回転可能に保持された巻取コアに巻取り中間製品としてのフィルムロール３１を得る。その後必要によりスリッタ３２にて中間製品３１を巻出し、搬送ローラ３３を経て、カッター３４を用いて所定の幅にスリットして駆動装置にチャック手段により回転可能に保持された巻取コアにフィルムロール３５として巻取る。このようなフィルム製造装置のワインダ３０の圧接ローラ３６やスリッタ３２の圧接ローラ３７に、本発明による圧接ローラを用いるのが好適である。なお、これらの圧接ローラは、巻取中にフィルムロール３５等に対して付勢されるよう構成されている。
【００５０】
図１０は図９に示したスリッタ３２とは異なる方式のスリッタ３８の概略図である。中間製品３１を巻出し、搬送ローラ３９を経て、受け刃ローラ４０上でカッター４１を用いて所定の幅にスリットする。その後、駆動装置にチャック手段により回転可能に保持された巻取コアにフィルムロール４２として巻取る。この際、１本の圧接ローラ４３に対して２本以上のフィルムロール４２を圧接しながら巻き取るように構成されている。ここで、圧接ローラは巻取コア（フィルムロール）よりも長く、軸方向（図の奥行き方向）にフィルムロールを複数本構成しても良い。ここではフィルムロール４２等が圧接ローラ４３に対して巻取中に付勢されるよう構成されており、このような圧接ローラ４３に、本発明の圧接ローラを用いるのが好適である。
【実施例】
【００５１】
［実施例１］
図９に示したスリッタを用いてフィルムをスリットし、本発明のフィルムの巻き取り用圧接ローラをスリッタ３２の圧接ローラ３７として性能を評価した結果について説明する。フィルムは厚み５０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用い、幅１５００ｍｍとなるようにスリットし、巻取速度を２００ｍ／分、巻長を６０００ｍとしてガラス繊維強化樹脂製のコアにフィルムロール体として巻き取った。巻取条件は、いずれも圧接ローラをフィルムロール体に押し付ける圧力を２００Ｎ／ｍ、フィルムに付与する張力を３００Ｎ／ｍとした。また、圧接ローラの外径Ｄを１５０ｍｍ、有効面長を１７５０ｍｍ、表面材料を硬度が５０°のクロロプレンとしたものを使用した。圧接ローラの形態としては図６に示す形状であり、個数（条数）は４５個であり、θを９０°、凹部の回転方向の幅Ｗは２ｍｍ、凹部の深さは０．５ｍｍであった。また、フィルムとの静摩擦係数は０．３であった。
【００５２】
圧接ローラの評価は、得られたフィルムロール体の巻姿不良であるシワ、ズレの発生状態をもって行い、１０本の製品ロールを採取した中で、シワ、ズレについてそれぞれ発生頻度が０個のものを◎、１または２個のものを○、３〜５個のものを△、６個以上のものを×で表１の中に記載した。
［実施例２］
個数を２０個、θを８８°、Ｗを１．８ｍｍにした以外は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行った。結果を表１の中に記載した。
［実施例３］
個数を６０個、θを８５°、Ｗを２．５ｍｍにした以外は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行った。結果を表１の中に記載した。
［実施例４］
個数を３０個、θを６０°、Ｗを２．３ｍｍにした以外は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行った。結果を表１の中に記載した。
［実施例５］
個数を７５個、Ｗを３ｍｍにした以外は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行った。結果を表１の中に記載した。
［実施例６］
Ｄを８０ｍｍ、個数を６０個にした以外は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行った。結果を表１の中に記載した。
［実施例７］
圧接ローラの形態としては、図７に示す形状とし、θを９０°、回転方向の幅Ｗが６ｍｍ、回転軸方向の長さを１００ｍｍとした凹部を２８６個形成し、千鳥状に配置した。その他は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行う。予想される結果は表１の中に記載したとおり実施例１と同じかそれ以上のものである。
［実施例８］
圧接ローラの形態としては、図８に示す形状とし、回転方向の幅Ｗが２ｍｍとなる円形の凹部を４５７６５個形成し、千鳥状に配置した。θは９０°とする。その他は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価をう。予想される結果は表１の中に記載したとおり実施例１と同じかそれ以上のものである。
［比較例１］
ローラ外周に溝を形成しない以外は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行った。結果を表２の中に記載した。
［比較例２］
ローラ外周の溝形状が螺旋状である図１の形態の圧接ローラを用いて、条数を１、θを１．５°、回転方向の幅Ｗが７６．４ｍｍとなるように溝を形成した以外は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行った。結果を表２の中に記載した。
［比較例３］
個数を１００、θを６０°、回転方向の幅Ｗが２．３ｍｍとなるように溝を形成した以外は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行った。結果を表２の中に記載した。
［比較例４］
Ｄを８０ｍｍ、個数を６０、θを７５°、回転方向の幅Ｗが２．１ｍｍとなるように溝を形成した以外は実施例１と全く同じ圧接ローラを用いて実施例１と同様の方法で圧接ローラの評価を行った。結果を表２の中に記載した。
【００５３】
【表１】
2006151691.tif 000003
【００５４】
【表２】
2006151691.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明はフィルム巻取時に用いる圧接ローラとしての利用が可能であり、特にプラスチックフィルムの製造に好適であるが、その応用範囲がこれらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来の圧接ローラの一例を示す概略正面図である。
【図２】外周面に任意の凹部が形成されたローラの概略正面図である。
【図３】本発明の開口部を示す概略拡大断面図である。
【図４】本発明による圧接ローラの溝形状の一例を示す概略断面図である。
【図５】圧接ローラとフィルムの静摩擦係数の測定方法を示す概略側面図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例たる圧接ローラの概略正面図である。
【図７】本発明の実施の形態の一例たる圧接ローラの概略正面図である。
【図８】本発明の実施の形態の一例たる圧接ローラの概略正面図である。
【図９】一般的なプラスチックフィルムの製造工程の概略フロー図である。
【図１０】一般的なプラスチックフィルムのスリッタの概略フロー図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    圧接ローラ
２    ローラ外周面
３    溝
４    芯金
５    圧接ローラ
６    ローラ外周面
７    凹部
８    芯金
９    ローラ外周面
９′  仮想外周面
１０    錘
１１    プラスチックフィルム
１２    荷重計
１３    圧接ローラ
１４    ローラ外周面
１５    凹部
１６    芯金
１７    圧接ローラ
１８    ローラ外周面
１９    長穴状凹部
２０    芯金
２１    圧接ローラ
２２    ローラ外周面
２３    円形状凹部
２４    芯金
２５    プラスチックフィルム
２６    口金
２７    冷却ドラム
２８    延伸装置
２９    搬送ローラ
３０    ワインダ
３１    フィルムロール中間製品
３２    スリッタ
３３    搬送ローラ
３４    カッター
３５    フィルムロール
３６    圧接ローラ
３７    圧接ローラ
３８    スリッタ
３９    搬送ローラ
４０    受け刃ローラ
４１    カッター
４２    フィルムロール
４３    圧接ローラ
Ａ    任意の１個の凹部の表面積
ｌ    凹部の主軸長さ
θ    ローラ回転軸に垂直な軸と主軸との成す角度
Ｄ    ローラ外径
Ｗ    ローラ回転方向における凹部の幅
ｄ    仮想外周面から直線Ｗまでの垂線の距離
ａ    凹部を形成する点
ｂ    凹部を形成する他点
δ    フィルムの圧接ローラへの巻き付け角度
【図１】
2006151691.tif 000005
【図２】
2006151691.tif 000006
【図３】
2006151691.tif 000007
【図４】
2006151691.tif 000008
【図５】
2006151691.tif 000009
【図６】
2006151691.tif 000010
【図７】
2006151691.tif 000011
【図８】
2006151691.tif 000012
【図９】
2006151691.tif 000013
【図１０】
2006151691.tif 000014