(57)【要約】【課題】フィルムの帯電を抑制する接圧ローラを提供することを課題とする。【解決手段】本発明のローラは、略円筒形の芯部材と、前記芯部材の表面に被覆されたゴム層であって、このゴム層中に平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の略球状のフィラーが前記ゴム層に対して体積含有率３０％以上５０％以下で含有されたゴム層と、を含む接圧ローラであって、前記ゴム層には、前記フィラーがゴム層の表面から露出している部分、および／または、ゴム層の表面が前記フィラーを内部に含んで隆起している部分があり、ローラの外径が２５ｍｍ以上１３０ｍｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形の芯部材と、
前記芯部材の表面に被覆されたゴム層であって、このゴム層中に平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の略球状のフィラーが前記ゴム層に対して体積含有率３０％以上５０％以下で含有されたゴム層と、を含む接圧ローラであって、
前記ゴム層には、前記フィラーがゴム層の表面から露出している部分、および／または、ゴム層の表面が前記フィラーを内部に含んで隆起している部分があり、
ローラの外径が２５ｍｍ以上１３０ｍｍ以下である、接圧ローラ。
【請求項２】
前記ゴム層には前記フィラーがゴム層の表面から露出している部分があり、前記ゴム層の表面が非晶質炭素状膜の層で被覆された、請求項１の接圧ローラ。
【請求項３】
前記フィラーの前記ゴム層表面から露出した部分が非晶質炭素状膜の層で被覆された、請求項２の接圧ローラ。
【請求項４】
前記ゴム層にはゴム層の表面が前記フィラーを内部に含んで隆起している部分があり、前記ゴム層の表面が非晶質炭層状膜の層で被覆された、請求項１の接圧ローラ。
【請求項５】
前記ゴム層の硬度がＪＩＳ−Ａで５５°を超え７０°以下である、請求項１〜４のいずれかの接圧ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接圧ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムの製造工程や加工工程において、フィルムを各種ローラで搬送し、ロール状に巻き取ることがある。フィルムは一般的に絶縁体ゆえに、ローラとの摩擦などにより、フィルムロール体に帯電欠点を生じることがある。この帯電欠点は、工程中に針状電極を持つ除電装置を配置して、帯電を中和することで解決を図れるが、フィルムの局所的な帯電部分は除電が難しく、後工程のコーティング加工時に溶液の塗布斑が生じることや、蒸着加工時に金属蒸着膜の抜けが生じる等の問題が発生する。
【０００３】
一般的に、フィルムをロール状に巻き取る際、フィルムロールのしわやずれを防止したり、縁高を抑え込むために、表層がゴム等の弾性体でできた接圧ローラをフィルムロールに押し当てる。しかしながら、光学用フィルム、磁気記録媒体用ベースフィルム、熱転写用リボンフィルム等、表面の平滑性が要求されるフィルムの巻き取りでは、その平滑性ゆえにフィルムと接圧ローラの接触面積が大きく、摩擦による帯電欠点を生じやすい。
【０００４】
このような問題に対し、特許文献１では、接圧ローラの最表層に非晶質炭素状膜の層を形成して接圧ローラ表面の摩耗を抑制し、低い摩擦係数を維持することで、摩擦帯電を抑制する技術が開示されている。また、特許文献２では、接圧ローラの被覆層に帯電制御剤を含むことで接圧ローラ表層の帯電特性を変化させ、フィルムの帯電を軽減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８１２３９号公報
【特許文献２】特開２００６−１５１５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、今日の光学用フィルムや磁気記録媒体用ベースフィルム等では、更にフィルム表面の平滑化が進み、特許文献１および２に開示されている技術では、帯電欠点を抑制できなくなってきた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、平滑なフィルムにおいても、帯電欠点を抑制することができる接圧ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のローラは、略円筒形の芯部材と、前記芯部材の表面に被覆されたゴム層であって、このゴム層中に平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の略球状のフィラーが前記ゴム層に対して体積含有率３０％以上５０％以下で含有されたゴム層と、を含む接圧ローラであって、前記ゴム層には、前記フィラーがゴム層の表面から露出している部分、および／または、ゴム層の表面が前記フィラーを内部に含んで隆起している部分があり、ローラの外径が２５ｍｍ以上１３０ｍｍ以下である。
【０００９】
「略円筒形の芯部材」とは、全体的な形状として円筒形、または、おおむね円筒形をしているものをいい、軸方向の部位によって直径が多少変化する形状であるものを含むものとし、具体的には±１０ｍｍ以内の直径の変化であることが好ましい。軸方向中央部の直径が両端部より大きくなっているクラウン形状等もこれに含まれる。
【００１０】
「平均粒径」とは、粒度分布にて、全体積を１００％として、累積カーブを求めた際、その累積カーブが５０％となる点の粒径（メディアン径）をいう。
【００１１】
「略球状」とは、真球に限定されるものではなく、重心を通る最も短い径を長い径で割った値が０．５以上であるものをいう。
【００１２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ゴム層には前記フィラーがゴム層の表面から露出している部分があり、前記ゴム層の表面が非晶質炭素状膜の層で被覆されている。さらに、前記フィラーの前記ゴム層表面から露出した部分も非晶質炭素状膜の層で被覆されていてもよい。
【００１３】
「非晶質炭素状膜」とは、アモルファスな炭素、もしくは結晶の積層体としての非晶質性を有する炭素の硬質皮膜をいう。
【００１４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ゴム層にはゴム層の表面が前記フィラーを内部に含んで隆起している部分があり、前記ゴム層の表面が非晶質炭層状膜の層で被覆されている。
【００１５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ゴム層の硬度がＪＩＳ−Ａで５５°を超え７０°以下である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィルムを巻き取る際に、フィルムとの接触および摩擦による帯電を物理的、化学的に抑制できる接圧ローラを使用することで、フィルムの帯電欠点を抑制し、巻姿品位の良好なフィルムロール体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の接圧ローラを使用したフィルムのスリット工程の概略側面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である接圧ローラの断面図とローラ表層部の拡大図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である接圧ローラとフィルムの接触状態を示した断面図である。
【図４】図４は、本発明の別の一実施形態である接圧ローラの断面図とローラ表層部の拡大図である。
【図５】図５は、本発明の更に別の一実施形態である接圧ローラの断面図とローラ表層部の拡大図である。
【図６】図６は、本発明の更に別の一実施形態である接圧ローラの断面図とローラ表層部の拡大図である。
【図７】図７は、本発明の更に別の一実施形態である接圧ローラの断面図とローラ表層部の拡大図である。
【図８】図８は、本発明の更に別の一実施形態である接圧ローラの断面図とローラ表層部の拡大図である。
【図９】図９は、本発明の更に別の一実施形態である接圧ローラの断面図とローラ表層部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明に掛かる接圧ローラの好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の接圧ローラを、フィルム製造工程や加工工程の一部である、スリット工程に適用した一例を示す概略側面図である。ここで、スリット工程とは、フィルムを必要なサイズ幅に切断しロール状に巻き取る工程のことである。図１において、原反６からフィルム１０が巻き出され、ガイドローラ７により搬送される。その後、フィルム１０は、下刃ローラ８上で上刃９により幅方向に分割され、接圧ローラ５を押し当てながら、コア１１上で巻き取られ、フィルムロール１２となる。また、除電器１３がフィルムロール１２に向けて設置される。
【００２０】
各ローラは軸受により回転支持され、軸受は適宜フレームなどで支持される。接圧ローラ５、ガイドローラ７および下刃ローラ８はフィルム１０との摩擦力で回転する従動ローラでもよいし、モーター等を用いた駆動ローラでもよい。モーター等により駆動する場合には、ローラとフィルム１０が滑ってフィルム１０に摩擦帯電を生じさせないように、ローラの回転速度をフィルム１０の搬送速度とほぼ同じにするのが好ましい。コア１１は軸受によって支持されたチャックによって把持され、モーター等により回転駆動されるのが好ましい。また、フィルムロール１２に向けて設置される除電器１３により、フィルムロール１２の電位を低く抑えることができる。除電器１３は、空気中でイオンを生成し、このイオンによってフィルム１０の帯電電荷を中和する装置であり、本発明の接圧ローラ５の帯電抑制効果を補助する目的で使用される。また、適宜、スリット工程内に、フィルム１０を把持して、張力や速度を正確に制御するためのニップローラやサクションローラ、フィルム１０を幅方向に拡幅するしわ伸ばしローラなどを配置してもよい。
【００２１】
本発明の接圧ローラの代表的な構成を図２から図９に図示する。図２は、本発明の接圧ローラ５の一例となる構成を模式的に示した断面図である。芯１の材質は、高い圧力に耐えうる、剛性と強度を有するものが好ましく、鋼やアルミニウム等の金属や炭素繊維強化樹脂などが好適である。円筒形の芯１の表面にはゴム層２が被覆されている。ゴム層２の種類は特に限定されず、例えば天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、およびこれらの混合物より使用目的、使用環境により適宜用いることが出来る。本願発明者らは、図１のフィルム１０の巻き取り部１７では、接圧ローラ５とフィルム１０の間で特に大きな摩擦帯電が発生するため、この摩擦帯電が蓄積して、局所的に放電が起こることで帯電欠点になると考えた。前述の通り、光学用フィルム、磁気記録媒体用ベースフィルム、熱転写用リボンフィルム等は表面の平滑化が進み、従来の接圧ローラの構成では摩擦による帯電欠点を抑制できなくなっていた。そこで、摩擦帯電を抑制するために本願発明者が注目したのは、接圧ローラ５とフィルム１０の接触状態である。本願発明者は、フィルム１０の表面が平滑であっても、フィルム１０と接圧ローラ５の接触面積を小さくすれば、摩擦帯電を抑制できることを見出した。そこで、本発明の接圧ローラ５は、次のような特徴を有している。
【００２２】
本発明の接圧ローラ５は、図２の拡大図の示すように、ゴム層２にはフィラー３が含有されており、フィラー３がゴム層２の表面から露出している部分、およびゴム層２の表面がフィラー３を内部に含んで隆起している部分があることで、接圧ローラ５表面に凹凸が形成されている。フィラー３の材質は特に限定されず、例えばアルミナ、シリカ、カーボンブラックなどが挙げられる。また、フィラー３のゴム層２への分散性および充填性を高め、かつ、フィルム１０表面に傷をつけないために、フィラー３は略球状のものが適用できる。
【００２３】
フィラー３の平均粒径は１μｍ以上１００μｍ以下である。一般的なフィルム１０巻き取り用の接圧ローラ５は、ゴム層２に補強材や充填材としてフィラー３を含有しているが、ゴムとフィラー３の混練を容易にするため、フィラー３の粒径を１μｍ未満にすることが多い。しかしながら、フィラー３の粒径が１μｍ未満では、接圧ローラ５表面に、フィルム１０との接触面積を低減するような凹凸が形成されず、帯電欠点防止効果がない。一方、フィラー３の粒径が１００μｍを超えるような場合、接圧ローラ５の凹凸が大き過ぎるため、フィルム１０の表面に凹凸が転写されることがあり、好ましくない。より好ましくは、フィラー３の平均粒径は１μｍ以上５０μｍ以下である。この範囲とすることで、平滑性が求められるフィルム１０に対しても、フィルム１０の表面への凹凸の転写を抑制する効果が高い。
【００２４】
ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率は３０％以上５０％以下である。ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率が３０％未満では、接触面積を有効に低減するためのフィラー３が足りず帯電欠点を抑制できない。一方、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率が５０％を超える場合、ゴム状態を維持できず、ローラとして成形できない。ここで、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率が４０％を超え５０％以下である場合、ローラとして成形できるものの、フィラー３の割合がやや多く、ゴムのつながりが悪いため、接圧ローラ５として使用した際にフィラー３が脱落し易くなったり、製作時にゴム層２に割れが生じることがある。そのため、より好ましくは、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率が３０％以上４０％以下である。この範囲とすることで、よりフィラー３がゴム層２の表面から脱落しにくくなり、また、ゴム層２の硬度を損なうことなく成形することができる。
【００２５】
フィラー３が上記の範囲であると、フィラー３により接圧ローラ５の表面に凹凸が形成され、接触面積を低減すると記載したが、フィラー３とフィラー３の間のゴム層２は全くフィルム１０に接触しないわけではない。図３は、本発明の一実施形態である接圧ローラ５とフィルム１０の接触状態を模式的に示した断面図である。図３に示すように、本発明の接圧ローラ５は、フィラー３がゴム層２の表面から露出することで形成される凸部、およびゴム層２の表面がフィラー３を内部に含んで隆起することで形成される凸部に主に圧力が掛かるが、フィラー３が略球状であることで、前記凸部とフィルム１０の接触状態が点接触となる。また、前記凸部の周囲に形成されるゴムの露出部からなる凹部では、フィルム１０との圧力が小さく、また、フィラー３近傍では、一部フィルム１０と接触しないことになる。このように、本発明の接圧ローラ５は、フィルム１０との接触面積および摩擦力を低減するため、フィルム１０の帯電欠点抑制に効果を発揮するのである。
【００２６】
また、接圧ローラ５の外径が大きいと、ゴム層２の変形が大きく、接触面積が増加する。そのため、フィルム１０巻取用の接圧ローラ５として使用する場合、フィルムロール１２の内層に随伴する空気を遮断する効果が損なわれ、しわ等の巻姿欠点なくフィルム１０を巻き取ることができなくなる。さらに、この接触面積の増加により、帯電欠点が抑制できなくなる。接触理論を用いると、そのときの接触面積Ａは、接圧ローラ５の外径をＤ１、フィルムロール１２の外径をＤ２、ゴム層２の弾性率をＥ、ゴム層２の厚みをｔ、フィルムロール１２の幅をＷ、接圧をＰとした場合、下記数式１の通りとなる。
【００２７】
【数１】
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【００２８】
ここで、ゴム層２の弾性率Ｅは、ゴム硬度をＳ（ショアＡ）とした場合、下記数式２の通りとなる。
【００２９】
【数２】
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【００３０】
この接触面積Ａは、ゴム層２のつぶれといったマクロな変形の結果であり、前述の通りこれが大きいと帯電欠点が発生しやすくなる。本願発明者の知見によると、ゴム層２にフィラー３を含有することで微小な領域の変形を小さくすると共に、ゴム層２のつぶれといったマクロな変形をも小さくすることで、帯電欠点が抑制できることを見出した。
【００３１】
ここで、接圧ローラ５の外径は２５ｍｍ以上１３０ｍｍ以下とする。接圧ローラ５の外径が２５ｍｍ未満であると、接圧ローラ５のたわみが大きくなりすぎ、フィルム１０の幅方向に均一に圧力を付与することができず、しわ等の巻姿欠点につながる。一方、接圧ローラ５の外径が１３０ｍｍを超えると、数式１からも分かるように接圧ローラ５の外径Ｄ１が大きく、接触面積Ａが大きくなり、摩擦による帯電欠点を抑制できない。より好ましくは、接圧ローラ５の外径が２５ｍｍ以上７０ｍｍ以下である。この範囲とすることで、フィルムロール１２の内層に随伴する空気を遮断する効果がより高く、しわ等の巻姿欠点なくフィルム１０を巻き取ることができ好適である。
【００３２】
ゴム層２の硬度は、ＪＩＳ−Ａで４０°以上８０°以下が好適である。ゴム層２の硬度がＪＩＳ−Ａで４０°未満であると、数式２からも分かるようにゴム層２の弾性率Ｅが小さく、数式１では接触面積Ａが大きいということであり、摩擦による帯電欠点を抑制できない。一方、ゴム層２の硬度がＪＩＳ−Ａで８０°を超えると、ゴム層２の変形を阻害し、フィルム１０の幅方向に均一に圧力を付与することができず、しわ等の巻姿欠点につながる。ここで、本願発明者は、磁気記録媒体用ベースフィルム、熱転写用リボンフィルム等の特に表面が平滑なフィルム１０の巻き取りでは、接圧ローラ５とフィルム１０の接触面積を更に小さくするために、ゴム層２の硬度を高くして、接圧時のゴムの変形量を更に小さくするのが好ましいことを見出した。一方、ゴム層２の硬度が高すぎると、フィルム１０の厚み斑に、ゴムの変形量が追従できなくなるため、好ましくは、ゴム層２の硬度がＪＩＳ−Ａで５５°を超え７０°以下であり、より好ましくは、ゴム層２の硬度がＪＩＳ−Ａで６０°以上６５°以下である。
【００３３】
ゴム層２の厚みは好ましくは２ｍｍ以上６ｍｍ以下である。数式１ではゴム層２の厚みｔが大きいと、接触面積Ａが大きいということであり、ゴム層２の厚みが６ｍｍを超えると、摩擦による帯電欠点を抑制できない。一方、ゴム層２の厚みが２ｍｍ未満であると、ゴム層２が硬質である芯１との界面で拘束されるため、ゴム層２の変形が小さく、フィルム１０の厚み斑に追従できなくなり、フィルム１０の幅方向に均一に圧力を付与することができず、しわ等の巻姿欠点につながる。
【００３４】
接圧は好ましくは８００Ｎ／ｍ以下であり、更に好ましくは４００Ｎ／ｍ以下である。数式１では接圧Ｐを上記範囲とすることで、接触面積Ａが小さくなり、摩擦による帯電欠点を抑制しやすくなる。
【００３５】
また、帯電欠点抑制に効果的な接圧ローラ５は、図２の構成に限らず、図４および図５に示す接圧ローラ５の構成でもよい。図４の接圧ローラ５の構成では、図４の拡大図に示すように、ゴム層２の表面がフィラー３を内部に含んで隆起している部分を形成することなく、フィラー３がゴム層２の表面から露出している部分を形成している。また、図５の接圧ローラ５の構成では、図５の拡大図に示すように、フィラー３がゴム層２の表面から露出することなく、ゴム層２の表面がフィラー３を内部に含んで隆起している部分を形成している。これらの構成においても、接圧ローラ５の表面にフィルム１０との接触面積を低減する凹凸を形成することができるため、十分な帯電欠点抑制効果を有する。
【００３６】
本発明に適用が可能なフィルム１０の表面粗さとしては、特に限定されないが、本発明の接圧ローラ５は、表面が平滑なフィルム１０の帯電抑制に特に効果を発揮するため、接圧ローラ５と接するフィルム１０の表面がＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に規定される算術平均粗さＲａ＝５ｎｍ未満である場合に好適であり、接圧ローラ５と接するフィルム１０の表面がＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に規定される算術平均粗さＲａ＝２ｎｍ以下である場合に更に好適である。
【００３７】
図６は、本発明の接圧ローラ５の別の構成を模式的に示した断面図である。図６の接圧ローラ５の構成では、図６の拡大図に示すように、フィラー３がゴム層２の表面から露出している部分、およびゴム層２の表面がフィラー３を内部に含んで隆起している部分を有することで、表面に凹凸形状が形成された接圧ローラ５の最表層に非晶質炭素状膜４が被覆されている。接圧ローラ５の最表層に非晶質炭素状膜４を有することで、ゴム層２の柔軟性は阻害せずに、接圧ローラ５のごく表層のみを硬化させるため、より接触面積の低減効果が高くなり、また、ゴム層２の摩耗を防止し、低摩擦係数を維持できるため、更に帯電欠点抑制効果が高まる。また、接圧ローラ５の最表層が非晶質炭素状膜４で覆われているため、フィラー３がゴム層２から脱落し、フィルム１０の異物欠点になることを防止できる。ここで、非晶質炭素状膜４とは、前述の通り特定の固体構造（アモルファスまたは結晶の積層体としての非晶質性）を有する炭素の硬質皮膜のことであり、例えば、メタン、アセチレン、エチレンなど炭化水素系のガスを用いたプラズマＣＶＤ（化学的気相成膜）等を用いれば、ゴムなどの柔らかい層の上に炭素の硬質な皮膜を成膜することができる。この皮膜は、ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）と呼ばれる。非晶質炭素状膜４の成膜法自体は、特許文献１に記載の方法をとればよい。非晶質炭素状膜４の厚みは、薄すぎると、均一な厚みでの膜の形成が困難である場合があり、一方、膜が厚すぎると、ゴム層２の柔軟性を阻害してしまう場合があることから、０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。
【００３８】
フィルム１０の原料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、アラミド、ポリエチレンなどがよく用いられている。また、これらの共重合体やポリマーアロイも用いられている。ここでいうポリマーアロイとは高分子多成分系のことで、共重合によるブロックコポリマーや、混合などによるポリマーブレンドである。ここで、本願発明者は、非晶質炭素状膜４の帯電列が、ポリエチレンテレフタレート、およびポリエチレンテレフタレートを含むポリマーアロイを原料とするフィルム１０の帯電列に近く、これら２つの物質間での摩擦帯電量が小さいことを見出した。そのため、本発明の接圧ローラ５は、ポリエチレンテレフタレート、およびポリエチレンテレフタレートを含むポリマーアロイを原料とするフィルム１０の巻き取りに用いることがより好ましい。また、ポリエチレンテレフタレートをポリマーアロイとする場合、他のポリマーはポリエステルと相溶するものが好ましく、具体的にはポリエーテルイミドが好適である。ここで、帯電列とは、２つの物質を摩擦帯電させたときにいずれの極性に帯電するかを、複数の物質について確認し、それらを正から負の順に並べたものであり、接触する２つの物質の帯電列の位置関係が遠いほど帯電量が多くなる。つまり、最表層が非晶質炭素状膜４で覆われた接圧ローラ５を、磁気記録媒体用ベースフィルムや熱転写用リボンフィルム等の、表面が平滑なポリエチレンテレフタレートを原料とするフィルム１０の巻き取りに適用することで、より好適に帯電の問題を解決することができる。
【００３９】
また、最表層に非晶質炭素状膜４が被覆されている接圧ローラ５は、図６に示す構成に限らず、図７および図８に示す構成でもよい。図７の接圧ローラ５の構成とは、図７の拡大図に示すように、ゴム層２の表面がフィラー３を内部に含んで隆起している部分を形成することなく、フィラー３がゴム層２の表面から露出している部分が形成された接圧ローラ５の最表層に、非晶質炭素状膜４が被覆されている。また、図８の接圧ローラ５の構成とは、図８の拡大図に示すように、フィラー３がゴム層２の表面から露出することなく、ゴム層２の表面にフィラー３を内部に含んで隆起している部分が形成された接圧ローラ５の最表層に、非晶質炭素状膜４が被覆されている。これらの構成においても、接圧ローラ５の表面にフィルム１０との接触面積を低減する凹凸を形成し、かつ接圧ローラ５の最表層に、低摩擦係数を維持でき、ポリエチレンテレフタレートフィルムと帯電の相性の良い非晶質炭素状膜４を形成するため、十分な帯電欠点抑制効果を有する。
【００４０】
さらに、図６〜８に示すように、接圧ローラ５の最表層が完全に非晶質炭素状膜４で被覆されている構成に限らず、図９に示すように、接圧ローラ５の最表層が部分的に非晶質炭素状膜４で被覆されている構成でもよい。図９の接圧ローラ５の構成では、図９の拡大図に示すように、フィラー３がゴム層２の表面から露出している部分があり、ゴム層２の表面のみが非晶質炭素状膜４で被覆されている。フィルム１０に接圧ローラ５を押し当てた際、フィラー３自体は変形せず、フィラー３とフィルム１０が点接触となるため、これらの摩擦で帯電欠点になることはほとんどない。一方、ゴム層２は変形し、フィラー３に比べてわずかにフィルム１０との接触面積が大きくなる。つまり、帯電欠点の抑制には、ゴム層２表面の低摩擦係数を維持することや、ゴム層２の表面とフィルム１０の帯電の相性が良いことが重要である。そのため、図９に示すように、ゴム層２の表面のみが非晶質炭素状膜４で被覆されている構成においても、図６〜８に示すような接圧ローラ５の最表層が完全に非晶質炭素状膜４で被覆されている構成ほどではないものの、十分な帯電欠点抑制効果を有する。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例を示して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。
【００４２】
［実施例１］
図１に示すフィルム１０のスリット工程において、図２の接圧ローラ５を用いて、幅１０００ｍｍ、平均厚み５μｍ、表面がＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に規定される算術平均粗さＲａ＝２ｎｍである平滑なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを、巻き取り速度１２０ｍ／ｍｉｎ、巻長１５０００ｍとして、ガラス繊維強化樹脂製のコア１１に巻き取り、フィルムロール１２を得た。接圧ローラ５は接圧３００Ｎ／ｍになるようにエアシリンダでコア１１に押し付けた。接圧ローラ５の面長は１１００ｍｍ、外径は７０ｍｍであり、ゴム層２は厚み５ｍｍ、硬度５０°（ＪＩＳ−Ａ）のクロロプレンゴムとした。フィラー３は平均粒径４μｍの略球状アルミナとし、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率を３３％とした。芯１の材質はＪＩＳ  Ｇ３４４５：２０１６に規定されるＳＴＫＭ１３Ａとした。
【００４３】
［実施例２］
接圧ローラ５には、図２に示すローラを使用し、フィラー３は平均粒径４μｍの略球状アルミナとし、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率を４６％とした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００４４】
［実施例３］
接圧ローラ５には、図２に示すローラを使用し、フィラー３は平均粒径４μｍの略球状アルミナとし、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率を３９％とした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００４５】
［実施例４］
接圧ローラ５には、図２に示すローラを使用し、フィラー３は平均粒径９５μｍの略球状アルミナとし、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率を３３％とした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００４６】
［実施例５］
接圧ローラ５には、図２に示すローラを使用し、接圧ローラ５の面長は１１００ｍｍ、外径は１２０ｍｍとした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００４７】
［実施例６］
接圧ローラ５には、図２に示すローラを使用し、ゴム層２は、厚み５ｍｍ、硬度７５°（ＪＩＳ−Ａ）のクロロプレンゴムとした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００４８】
［実施例７］
フィルム１０は、幅１０００ｍｍ、平均厚み５μｍ、表面がＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に規定される算術平均粗さＲａ＝１０ｎｍであるポリプロピレン（ＰＰ）フィルムとした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００４９】
［実施例８］
接圧ローラ５には、図６に示すローラを使用し、ゴム層２は厚み５ｍｍ、硬度５０°（ＪＩＳ−Ａ）のクロロプレンゴムとした。フィラー３は平均粒径４μｍの略球状アルミナとし、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率を３３％とした。また、接圧ローラ５の最表層に非晶質炭素状膜４として膜厚１μｍのＤＬＣ膜を形成した。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５０】
［実施例９］
接圧ローラ５には、図２に示すローラを使用し、ゴム層２は厚み５ｍｍ、硬度６０°（ＪＩＳ−Ａ）のクロロプレンゴムとした。フィラー３は平均粒径４μｍの略球状アルミナとし、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率を３３％とした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５１】
［実施例１０］
接圧ローラ５には、図６に示すローラを使用し、ゴム層２は厚み５ｍｍ、硬度６０°（ＪＩＳ−Ａ）のクロロプレンゴムとした。フィラー３は平均粒径４μｍの略球状アルミナとし、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率を３３％とした。また、接圧ローラ５の最表層に非晶質炭素状膜４として膜厚１μｍのＤＬＣ膜を形成した。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５２】
［比較例１］
接圧ローラ５には、材質ＳＴＫＭ１３Ａの芯１に、厚み５ｍｍ、硬度５０°（ＪＩＳ−Ａ）のクロロプレンゴムを被覆成型したものを使用した。ゴム層２には平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の略球状のフィラーを含有せず、非晶質炭素状膜４であるＤＬＣ膜は形成しなかった。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５３】
［比較例２］
接圧ローラ５には、材質ＳＴＫＭ１３Ａの芯１に、厚み５ｍｍ、硬度５０°（ＪＩＳ−Ａ）のクロロプレンゴムを被覆成型し、最表層に非晶質炭素状膜４であるＤＬＣ膜を形成したものを使用した。ゴム層２には平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の略球状のフィラーを含有しなかった。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５４】
［比較例３］
接圧ローラ５には、図２に示すローラを使用し、フィラー３は平均粒径４μｍの略球状アルミナとし、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率を６２％とした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５５】
［比較例４］
接圧ローラ５には、図２に示すローラを使用し、フィラー３は平均粒径２００μｍの略球状アルミナとし、ゴム層２に対するフィラー３の体積含有率を３３％とした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５６】
［比較例５］
接圧ローラ５には、図２に示すローラを使用し、面長は１１００ｍｍ、外径は２２０ｍｍとした。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５７】
［比較例６］
接圧ローラ５には、材質ＳＴＫＭ１３Ａの芯１に、厚み５ｍｍ、硬度５０°（ＪＩＳ−Ａ）のクロロプレンゴムを被覆成型したものを使用するものの、平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の略球状のフィラーを含有せず、非晶質炭素状膜４であるＤＬＣ膜は形成しなかった。フィルム１０には、幅１０００ｍｍ、平均厚み５μｍ、表面がＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に規定される算術平均粗さＲａ＝５ｎｍとその他の条件よりも粗いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いた。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５８】
［比較例７］
接圧ローラ５には、材質ＳＴＫＭ１３Ａの芯１に、厚み５ｍｍ、硬度５０°（ＪＩＳ−Ａ）のクロロプレンゴムを被覆成型したものを使用するものの、平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の略球状のフィラー３を含有せず、非晶質炭素状膜４であるＤＬＣ膜は形成しなかった。フィルム１０には、幅１０００ｍｍ、平均厚み５μｍ、表面がＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に規定される算術平均粗さＲａ＝１０ｎｍのポリプロピレン（ＰＰ）フィルムを用いた。その他の条件は実施例１と同様にした。
【００５９】
［帯電欠点の評価方法］
巻き上がった後、帯電欠点の発生状況を確認した。帯電欠点の有無は、フィルム１０にコピー用のトナーを振りかけて評価した。帯電発生箇所にはトナーが付着する。帯電欠点が１００本中１本も確認されなかった場合は「◎」、帯電欠点が１００本中１本以上３本以下確認された場合は「○」、帯電欠点が１００本中４本以上９本以下確認された場合は「△」、帯電欠点が１００本中１０本以上確認された場合は「×」と判定した。
【００６０】
［転写跡の評価方法］
巻き上がった後、転写跡の発生状況を確認した。転写跡が１００本中１本も確認されなかった場合は「○」、転写跡が１００本中１本以上９本以下確認された場合は「△」、転写跡が１００本中１０本以上確認された場合は「×」と判定した。
【００６１】
［しわの評価方法］
巻き上がった後、しわの発生状況を確認した。しわが１００本中３本以下確認された場合は「○」、しわが１００本中４本以上９本以下確認された場合は「△」、しわが１００本中１０本以上確認された場合は「×」と判定した。
【００６２】
［接圧ローラの表面状態の評価方法］
フィルムロール１２を１０本巻き上げた後の接圧ローラ５の表面状態を確認した。特に問題がない場合は「○」、ゴム層２の一部にフィラー３の脱落が確認され、接圧ローラ５の表面に摩耗粉が発生している場合は「△」、接圧ローラ５のゴム層２が脆く、成形段階でゴム層２が崩れている場合は「×」、と判定した。
【００６３】
実施例１〜１０、比較例１〜７の条件と評価結果を表１にまとめた。なお、表中で太枠のセルで囲まれた条件は、実施例１から条件を変えた部分である。
【００６４】
【表１】
2018095341.tif 000005
【００６５】
実施例１から１０では、接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の略球状のアルミナ粒子を体積含有率３０％以上５０％以下で含有されることで、表面に凹凸形状が形成され、かつ、接圧ローラ５の外径が２５ｍｍ以上１３０ｍｍ以下であることで、通常の接圧ローラ５よりもフィルムロール１２との接触面積が小さくなり、帯電欠点に対して良好な結果であった。
【００６６】
実施例２では、接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径４μｍの略球状のアルミナ粒子を、体積含有率４０％を超える４６％含有されたことで、接圧ローラ５の表面にわずかにフィラー３の脱落が見られ、接圧ローラ５の表面にゴム層２の摩耗粉が若干付着する結果となった。
【００６７】
実施例４では、接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径９５μｍの略球状のアルミナ粒子が含有されたことで、転写跡が若干発生する結果となった。
【００６８】
実施例５では、接圧ローラ５の外径が１２０ｍｍであることで、ゴム層２の変形がわずかに大きく、しわが若干発生する結果となった。
【００６９】
実施例６では、接圧ローラ５のゴム層２が硬度７５°の高硬度ゴムとなっていることで、帯電欠点に対してより良好な結果となったが、ゴム層２の変形がわずかに阻害され、しわが若干発生する結果となった。
【００７０】
実施例７では、フィルム１０の原料にＰＰを使用した。結晶性ポリマーであるＰＰフィルムには多くのフィブリルが形成されており、算術平均粗さＲａ＝１０ｎｍとＰＥＴフィルムと比較して粗く、帯電欠点に対する結果がＰＥＴフィルムよりも良好となった。
【００７１】
実施例８では、接圧ローラ５の最表層にＤＬＣ膜が形成されており、接圧ローラ５表面の摩耗が防止され、かつ、フィルム１０の原料にＰＥＴを使用し、接圧ローラ５表面の帯電列とフィルム１０の帯電列が近くなることで、より帯電欠点に対して良好な結果となった。
【００７２】
実施例９では、接圧ローラ５のゴム層２が硬度６０°の高硬度ゴムとなっていることで、帯電欠点に対してより良好な結果となった。
【００７３】
更に、実施例１０では、ゴム層２が硬度６０°の高硬度ゴムの最表層にＤＬＣ膜が形成されることで、帯電欠点に対して最も良好な結果となった。
【００７４】
一方、比較例１および２では、接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のフィラー３を含有していないため、接圧ローラ５とフィルム１０の接触面積が大きく、帯電欠点発生率が高い結果になった。
【００７５】
比較例３では、接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径４μｍの略球状のアルミナ粒子を、体積含有率５０％を超える６２％が含有されたことで、ゴム状態を維持できずローラとして成形できない結果となった。
【００７６】
比較例４では、接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径１００μｍを超える２００μｍの略球状のアルミナ粒子を含有したため、接圧ローラ５表面の凹凸が大きくなりすぎ、転写跡の発生率が高い結果になった。
【００７７】
比較例５では、接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径４μｍの略球状のアルミナ粒子を体積含有率３３％含有したものの、接圧ローラ５の外径が１３０ｍｍを超える２２０ｍｍと、他の条件よりも大きく、その結果、接圧ローラ５とフィルム１０の接触面積が大きくなり、帯電欠点発生率が高く、また、フィルムロール１２の内層に随伴する空気を遮断する効果が損なわれ、フィルムロール１２にしわが発生する結果になった。
【００７８】
比較例６は、比較例１と同様に接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のフィラー３を含有していないが、算術平均粗さＲａ＝５ｎｍと比較的表面の粗いフィルム１０を適用した結果、帯電欠点がほとんど発生しなかった。
【００７９】
比較例７は、算術平均粗さＲａ＝１０ｎｍと比較的表面の粗いＰＰフィルム１０を適用した結果、接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のフィラー３を含有していなくても、帯電欠点がほとんど発生しなかった。但し、接圧ローラ５のゴム層２に平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のフィラー３を含有した実施例７と比べると、帯電欠点の発生率が微増という結果であった。
【００８０】
このように、本発明によれば、ゴム層２にフィラー３を含有し、表面に凹凸形状が形成され、かつ、ゴム層２の変形量が小さい接圧ローラ５を使用することで、フィルム１０が平滑である場合でも、フィルム１０の帯電が抑えられ、帯電欠点のないフィルムロール１２を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、フィルムをロール状に巻き取るために用いる接圧ローラに限らず、シート状物のハンドリング技術にも応用できるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【００８２】
１：芯
２：ゴム層
３：フィラー
４：非晶質炭素状膜（ＤＬＣ膜）
５：接圧ローラ
６：原反
７：ガイドローラ
８：下刃ローラ
９：上刃
１０：フィルム
１１：コア
１２：フィルムロール
１３：除電器
１４：巻き出し部
１５：搬送部
１６：スリット部
１７：巻き取り部
Ａ：搬送方向
Ｂ：接圧ローラ表層部
Ｃ：接圧ローラ表層部
Ｄ：接圧ローラ表層部
Ｅ：接圧ローラ表層部
Ｆ：接圧ローラ表層部
Ｇ：接圧ローラ表層部
Ｈ：接圧ローラ表層部
【図１】
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【図２】
2018095341.tif 000007
【図３】
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【図４】
2018095341.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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