(57)【要約】      （修正有）【課題】巻き取られるウェブに段差痕が形成されるのを確実に防止することができ、自動巻き取り装置への適用が可能であり、ウェブに転写するおそれのある凹凸形状が表面に生じることがなく、しかも安価で製造が容易な巻芯を提供する。【解決手段】巻芯１は、円筒状の硬質芯材２の外周面に、ウェブＷの巻き始め端部Ｗ１とその上に巻き重ねられる部分Ｗ２との間の段差が解消されるように弾性変形しうる弾性体層３が形成されてなる。弾性体層は、コーティング層３０よりなる。コーティング層は、硬質芯材の外周面に、発泡済みの熱発泡性粒子を含有するコーティング液をブレードによって塗布した後、乾燥させることにより形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の硬質芯材の外周面に、ウェブの巻き始め端部とその上に巻き重ねられる部分との間の段差が解消されるように弾性変形しうる弾性体層が形成されてなる巻芯において、弾性体層がコーティング層よりなることを特徴とする、巻芯。
【請求項２】
弾性体層が、発泡樹脂を含有するコーティング層よりなることを特徴とする、請求項１記載の巻芯。
【請求項３】
コーティング層が、硬質芯材の外周面に、発泡済みの熱発泡性粒子を含有するコーティング液を塗布して乾燥させることにより形成されていることを特徴とする、請求項２記載の巻芯。
【請求項４】
請求項３記載の巻芯を使用した後に、ウェブの巻き始め端部が位置していた弾性体層の表面部分に形成された段差が解消されるように弾性体層を復元する方法であって、弾性体層の表面のうち少なくとも段差が形成された部分に加熱処理を施すことを特徴とする、巻芯の弾性体層の復元方法。
【請求項５】
加熱処理を、巻芯の弾性体層の表面のうち段差が形成されている部分を加熱プレートに接触させることによって行うことを特徴とする、請求項４記載の巻芯の弾性体層の復元方法。
【請求項６】
加熱プレートによる加熱温度を１００〜１８０℃とすることを特徴とする、請求項５記載の巻芯の弾性体層の復元方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フィルム、シート、箔等のウェブを巻き取るための巻芯に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻芯は、一般に紙管や円筒状の樹脂成形品または金属成形品等によって形成されているが、フィルム等のウェブを巻芯に巻き取る場合、ウェブの巻き始め端部とその上に巻き重ねられる部分との間に段差が生じ、それによってウェブに段差痕が残ることがある。特に光学フィルム等の場合、段差痕によって製品としての品質が損なわれるおそれがあるため、巻き取られたウェブに段差痕が付かない巻芯が望まれている。
【０００３】
そこで、ウェブに段差痕が付かないようにするため、外周面に軸線方向に沿ってのびかつウェブの厚みとほぼ等しい高さを有する段差部が形成された巻芯が提案されている（特許文献１参照）。この巻芯によれば、ウェブをその巻き始め端部が巻芯の段差部に当接するように固定して巻き取ることにより、巻き始め端部とその上に巻き重ねられる部分との間に段差が生じないため、ウェブに段差痕が形成されない。
しかしながら、上記の巻芯の場合、ウェブの巻き始め端部を段差部に当接させる位置決め作業が必要となるため、巻芯の外周面のどの位置からでもウェブの巻き取りが可能であることが求められる自動巻き取り装置（オートレボ）用の巻芯には適していなかった。
【０００４】
従来のその他の巻芯として、円筒状の硬質芯材の外周面に弾性体層を形成してなり、ウェブが巻き取られる際に弾性体層が弾性変形させられることによって、ウェブの巻き始め端部とその上に巻き重ねられる部分との間の段差が解消されるようになされたものが知られている。このような巻芯には、硬質芯材の外周面に発泡樹脂シート等の弾性シートを螺旋状に巻き付けて固定したものや（特許文献２参照）、筒状に成形したゴムライニングを芯材に嵌め被せたものがある（特許文献３参照）。
しかしながら、硬質芯材の外周面に弾性シートを螺旋状に巻き付けた巻芯の場合、弾性シートどうしの重ね合わせ部分が凹凸形状として特に光学フィルム等の薄いウェブに転写するおそれがあった。
また、筒状のゴムライニングを芯材に嵌め被せた巻芯では、ゴムライニングが高価であるため、コストの増大を招くという問題があった。さらに、ゴムライニングを芯材に嵌め被せて接合するためには高温加熱処理が必要となるが、芯材が熱可塑性樹脂製である場合には加熱処理時に芯材が溶融変形するおそれがあるため、ゴムライニングを適用できないという問題があった。
加えて、硬質芯材の外周面に弾性体層を有する巻芯の場合、その使用後に、巻芯に巻かれていたウェブ（特にフィルム）を解舒すると、ウェブの巻き始め端部が位置していた弾性体層の表面部分に、圧縮変形に伴う段差（凹部）が残ってしまうことがあり、そのままではリユースすることが困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４６１９２号公報
【特許文献２】特開２０００−３１８９３０号公報
【特許文献３】実公平７−３９９１２号公報
【発明の概要】
【０００６】
この発明の目的は、巻き取られるウェブに段差痕が形成されるのを確実に防止することができる上、自動巻き取り装置への適用が可能であって、ウェブに転写するおそれのある凹凸形状が表面に生じるおそれがなく、しかも安価で製造が容易な巻芯を提供することにある。
また、この発明のもう１つの目的は、使用によって表面部分に段差が生じた巻芯の弾性体層を復元して、巻芯のリユースを可能とする方法を提供することにある。
【０００７】
この発明による請求項１記載の巻芯は、円筒状の硬質芯材の外周面に、ウェブの巻き始め端部とその上に巻き重ねられる部分との間の段差が解消されるように弾性変形しうる弾性体層が形成されてなり、弾性体層がコーティング層よりなるものである。
この発明の請求項１記載の巻芯によれば、コーティング層よりなり、ウェブの巻き始め端部とその上に巻き重ねられる部分との間の段差が解消されるように弾性変形しうる弾性体層が、硬質芯材の外周面に形成されているので、ウェブに段差痕が形成されるのが弾性体層によって確実に防止される上、自動巻き取り装置への適用が可能である。また、上記の巻芯によれば、特許文献２記載の先行技術のようにウェブに転写するおそれのある凹凸形状が巻芯の外周面に形成されず、巻き取られるウェブの品質が損なわれない。しかも、上記の巻芯によれば、特許文献３記載の先行技術のように高価なゴムライニングを使用しないので、コストが抑えられる上、弾性体層の形成がコーティングによって行われるため、その製造が容易である。加えて、この発明の巻芯によれば、コーティング層を形成するコーティング液の成分や塗布量を調製することによって、得られる弾性体層の硬度や厚みを任意に設定することができるので、巻き取られるウェブ等に応じた弾性体層を容易に形成することができる。さらに、上記の巻芯によれば、弾性体層の一部が剥離した場合、その部分にコーティング液を再塗工することによって容易に補修できるので、リユース性の面でも優れている。
【０００８】
この発明による請求項２記載の巻芯は、請求項１記載の巻芯において、弾性体層が、発泡樹脂を含有するコーティング層よりなるものである。
弾性体層を上記のような構成とすれば、コーティング剤の調製およびコーティング層の形成が比較的容易であり、コーティング層の表面の性状も良好なものとなる。
ここにいう「発泡樹脂」には、樹脂中に多数の気泡が分散している独立気泡発泡体と、樹脂（アクリル樹脂、ウレタン樹脂等）中に熱発泡性粒子（例えば、エクスパンセル（商標）、マツモトマイクロスフィアー（商標）等）を混入してなるものの両方が含まれるものとする。
なお、コーティング層に含まれる弾性材料は、発泡樹脂の他、エチレン酢酸共重合樹脂（ＥＶＡ）、液状エラストマー、液状合成ゴムなどであってよい。コーティング層にＥＶＡ等の粘着性を有する材料が含まれる場合、コーティング層の表面をフィルム等の保護層で覆うようにしてもよい。
【０００９】
この発明による請求項３記載の巻芯は、請求項２記載の巻芯において、コーティング層が、硬質芯材の外周面に、発泡済みの熱発泡性粒子を含有するコーティング液を塗布して乾燥させることにより形成されているものである。
未発泡の熱発泡性粒子を含有するコーティング液を硬質芯材の外周面に塗布する場合、コーティング液の塗布後に所定温度で加熱して熱発泡性粒子を発泡させる必要があるが、加熱温度によってはコーティング層が剥離し易くなってしまう。そこで、コーティング層を上記のようなものとすれば、熱発泡性粒子を発泡させるために加熱する必要がな
いので、コーティング層が剥離し難くなり、弾性体層の表面を良好な状態に維持することができる。
【００１０】
次に、この発明による請求項４記載の巻芯の弾性体層の復元方法は、請求項３記載の巻芯を使用した後に、ウェブの巻き始め端部が位置していた弾性体層の表面部分に形成された段差が解消されるように弾性体層を復元する方法であって、弾性体層の表面のうち少なくとも段差が形成された部分に加熱処理を施すものである。
使用後の巻芯の弾性体層表面に段差（凹部）が残るメカニズムを検証したところ、弾性体層を形成するコーティング層に含まれている発泡済みの熱発泡性粒子は、本来、ほぼ球体状をしているが、ウェブの巻き始め端部が位置する部分において、ウェブの巻き付けによる局部荷重が加えられると、粒子が押し潰されて偏平状となり、ウェブが解舒された後も、偏平状のまま元に戻らないことが、段差の原因であることがわかった。
請求項４記載の方法によれば、弾性体層の表面のうち少なくとも段差が形成された部分に加熱処理を施すことによって、同部分における偏平状の熱発泡性粒子が膨張して元の球体状に戻り、それによって段差が解消され、巻芯のリユースが可能となる。
【００１１】
この発明による請求項５記載の巻芯の弾性体層の復元方法は、請求項４記載の巻芯の弾性体層の復元方法において、加熱処理を、巻芯の弾性体層の表面のうち段差が形成されている部分を加熱プレートに接触させることによって行うものである。
請求項５記載の方法によれば、弾性体層表面の加熱処理を加熱プレートとの接触によって行うため、加熱が必要な段差形成部分のみを局部的に加熱することができる上、加熱に必要な時間も短くてすむため、復元作業を効率よく行うことができる。
【００１２】
この発明による請求項６記載の巻芯の弾性体層の復元方法は、請求項５記載の巻芯の弾性体層の復元方法において、加熱プレートによる加熱温度を１００〜１８０℃とするものである。
加熱プレートによる加熱温度が１００℃未満であると、弾性体層の復元が不十分となり、加熱時間も長くかかってしまう。一方、加熱温度が１８０℃を超えると、弾性体層を構成するコーティング層に気泡が含まれている場合に、加熱によって気泡が膨張し、これがコーティング層の表面に凸状に表れてしまう。
なお、加熱処理は、上記加熱プレートによる手段に限定される訳ではなく、例えば、使用後の巻芯を熱風乾燥機等に入れて空気雰囲気中約５０〜１２０℃の温度で所定時間加熱するようにしてもよい。
【００１３】
この発明による巻芯は、例えば以下のような方法によって製造することができる。即ち、硬質芯材の外周面に、発泡済みの熱発泡性粒子を含有するコーティング液を塗布する第１の工程と、硬質芯材の外周面に塗布されたコーティング液を所定の加熱温度下で乾燥させることにより、弾性体層となるコーティング層を形成する第２の工程とを含んでいる巻芯の製造方法である。
上記の製造方法によれば、弾性体層を形成するに当たって、特許文献３記載の先行技術のように高価なゴムライニングを使用しないので、コストが抑えられ、また、弾性体層の形成がコーティングによって行われるため、その製造が容易である。しかも、上記の方法によれば、コーティング液の成分や塗布量を調製することによって、得られる弾性体層の硬度や厚みを任意に設定することができるので、巻き取られるウェブ等に応じた弾性体層を容易に形成することができる。加えて、上記の方法によれば、弾性体層の一部が剥離した場合、その部分にコーティング液を再塗工することによって補修できるので、リユース性の面でも優れている。さらに、上記の方法では、コーティング液として発泡済みの熱発泡性粒子を含有するものを使用するので、コーティング層が剥離し難く、弾性体層の表面を良好な状態に維持することができる。
【００１４】
上記巻芯の製造方法において、第１の工程を、軸線周りに回転させられている硬質芯材の外周面にコーティング液を供給してブレードにより塗布するブレードコーティング法によって行うのが好ましい。
コーティング液の塗工をブレードコーティング法によって行うようにすれば、例えば２〜３ｍｍ程度の厚塗りであっても１回の工程で行うことができるので、作業効率の面で有利である。
なお、コーティング層の形成は、上記方法の他、刷毛による塗工や転写によるもの等であっても良い。
【００１５】
上記方法において、第２の工程における乾燥時の加熱温度は５０〜７０℃となされるのが好ましい。
５０℃未満の加熱温度であると、乾燥が不十分となるおそれがある。一方、乾燥時の加熱温度が７０℃を超えると、硬質芯材が特に熱可塑性樹脂成型品である場合に変形が生じるおそれがある。
【００１６】
また、上記巻芯の製造方法において、第２の工程によって形成されたコーティング層の表面を研磨加工する第３の工程をさらに含んでいる場合がある。
コーティング層への研磨加工を行うことによって、弾性体層の表面の平滑性がさらに向上するので、ウェブへの転写の影響が極力抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施形態を示すものであって、巻芯の全体斜視図である。
【図２】同巻芯にウェブを巻き取った状態を示す部分拡大断面図である。
【図３】同巻芯の製造工程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、この発明の一実施形態を図１ないし図３を参照して以下に説明する。
図１に示すように、この実施形態の巻芯（１）は、円筒状をした硬質芯材（２）と、硬質芯材（２）の外周面に形成された弾性体層（３）とよりなる。
【００１９】
硬質芯材（２）は、所定寸法の円筒形に成形されたＡＢＳ樹脂・ポリエチレン樹脂・ポリスチレン樹脂等の樹脂成形品よりなる。なお、樹脂成形品に代え、金属成形品または紙管によって硬質芯材（２）を構成してもよい。
【００２０】
弾性体層（３）は、コーティング層（３０）よりなる。このコーティング層（３０）は、硬質芯材（２）の外周面に、発泡済みの熱発泡性粒子を含有するコーティング液（Ｃ）を塗布して乾燥させることにより形成されている。
熱発泡性粒子は、液状ガスを内包した熱可塑性プラスチック（ビニル樹脂など）製の中空ポリマー粒子（マイクロカプセル）であって、加熱されることにより、内部のガス圧が上昇すると共に粒子殻が軟化して発泡膨張させられる。具体例としては、エクスパンセル（商標）やマツモトマイクロスフィアー（商標）等が挙げられる。コーティング液（Ｃ）には、発泡済みの熱発泡性粒子の他、溶媒（水など）、バインダ（アクリル樹脂、ウレタン樹脂など）等が含まれており、また、必要に応じて、顔料、架橋剤等も添加される。
【００２１】
図２は、上記の巻芯（１）に光学フィルム等のウェブ（Ｗ）を巻き取った状態を示すものである。
巻芯（１）は、その外周面に、特許文献１記載の先行技術に見られるような段差部が形成されておらず、周方向のどの位置からでもウェブの巻き取りを開始することができるので、自動巻取り装置への適用が可能である。
図２に示すように、ウェブ（Ｗ）の巻き始め端部（Ｗ１）とその上に巻き重ねられる部分（Ｗ２）との間に生じるはずの段差は、これらに対応する位置において弾性体層（３）がウェブ（Ｗ）の厚みに相当する分だけ圧縮変形させられることによって解消されている。従って、巻き取られたウェブ（Ｗ）には段差痕が形成されない。
【００２２】
図３には、上記巻芯（１）の製造工程の一部、より具体的には、硬質芯材（２）の外周面に弾性体層（３）を形成する工程が示されている。
硬質芯材（２）は、回転軸（図示略）に接続されて水平軸線周りに回転させられるようになっている。そして、回転している硬質芯材（２）の外周面に、例えばその上方からノズル（図示略）等によってコーティング液（Ｃ）を供給し、ブレード（Ｂ）によって塗布する。
図３に示すように、ブレード（Ｂ）は、その先端からの垂下線に対して所定の角度をなすように硬質芯材（２）の側方に配置されている。ブレード（Ｂ）の先端と硬質芯材（２）の外周面との隙間は、形成すべきコーティング層（３０）の厚みに応じて適宜設定される。
【実施例１】
【００２３】
ＡＢＳ樹脂製硬質芯材（２）の外周面に、以下の条件で弾性体層（３）（コーティング層（３０））を形成することにより、巻芯（１）を作製した。
［塗布工程］ブレードコーティング
コーティング液：バインダ：アクリル系ニトリルゴム
中空ポリマー粒子：ビニル樹脂
（発泡済みのエクスパンセル（商標））
［乾燥工程］ガス式乾燥機による乾燥
設定温度：７５℃
乾燥時間：１２０ｍｉｎ
【００２４】
作製された巻芯（１）について、種々の物性評価を行った。なお、硬度は、アスカーゴム硬度計Ｃ型（商品名・高分子計器株式会社製）によって、弾性体層（３）のみの硬度を測定したものである。結果を以下の表１に示す。
【表１】
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【００２５】
上記の通り、弾性体層（３）は、厚み０．９８ｍｍ、硬度３０〜６５°であり、これは厚み２０〜３００μｍ程度の光学フィルムを巻き取るのに適していると考えられる。弾性体層（３）の硬度の好適な範囲は、約２５〜４５°である。
また、弾性体層（３）の表面粗さ等についても、光学フィルムへの転写を懸念する必要のない良好なものであった。
弾性体層（３）の圧縮復元性は、１００回圧縮後で６８％であり、繰り返し使用しても問題ないことがわかった。
【実施例２】
【００２６】
使用後の巻芯の弾性体層（コーティング層）の加熱処理による復元性を検証した。
【００２７】
まず、評価対象として、以下の表２に示すように、コーティング液の配合比を変えたＳ１〜Ｓ３の３種類の巻芯サンプルを用意した。
【表２】
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表２中、主剤は、バインダ中に発泡済みのエクスパンセル（商標）（粒径：約３２μｍ）を配合したものである。架橋剤は、ブロッキングを防止する目的で配合した。調整剤は、弾性体層のゴム硬度を向上させる目的で配合した。
【００２８】
各サンプルは、ＡＢＳ樹脂製芯材（外径３インチ、厚み６ｍｍ）に、上記配合比のコーティング液を塗布し、７０℃で２時間乾燥させた後、表面凹凸がなくなるまで研磨し、全長１００ｍｍにカットすることにより、作製した。
【００２９】
次に、各サンプルに、厚み１２５μｍのフィルムを４ｋｇｆのテンションで５周巻き付けて、５０℃で４時間エージングし、常温に戻った状態でフィルムを解舒した。
フィルム解舒直後に、各サンプルの弾性体層の表面部分に形成されている段差（凹部）を測定した。
引き続いて、各サンプルにおける段差が形成されている付近の弾性体層表面部分を、加熱温度１２０℃に設定したホットプレートに、自重（約１５０ｇ）で押し付けて、加熱した。加熱は、１０秒単位で行い、その都度、加熱後の段差を測定し、段差の復元が見られなくなるまで加熱を繰り返した。
また、フィルム解除後２０時間以上経過した各サンプルについて、上記と同様の段差復元確認テストを行った。
【００３０】
テストの結果を、以下の表３にまとめて示す。
【表３】
2015003828.tif 000005
【００３１】
上記結果に示すように、いずれのサンプルにおいても、弾性体層の復元が確認された。また、上記の中では、弾性体層の硬度が４０°であるＳ１の復元率が９０％以上であり、硬度が高いものよりも復元性が高いことを示している。
【実施例３】
【００３２】
実施例２で最も高い復元性を示した巻芯サンプル（Ｓ１）を使用して、ホットプレートによる弾性体層表面の適切な加熱温度を検証するテストを行った。
テストの条件・方法は、ホットプレートの加熱温度を１００〜２００℃の範囲で変更してテストを行った点、および加熱後の弾性体層表面の状態を目視で観察した点を除いて、実施例２の場合と同様である。
【００３３】
結果を以下の表４に示す。
【表４】
2015003828.tif 000006
上記の通り、加熱温度を１００℃〜１６０℃とした場合に、特に復元率が高かった。また、１８０℃の加熱温度でも復元率は比較的高かったが、弾性体層（コーティング層）の内部に含まれていた気泡が若干膨潤して、表面に少数の凸が現れた。加熱温度を２００℃とした場合、膨潤した気泡による凸が弾性体層表面に多数現れた。
【符号の説明】
【００３４】
（１）：巻芯
（２）：硬質芯材
（３）：弾性体層
（３０）：コーティング層
（Ｂ）：ブレード
（Ｃ）：コーティング液
（Ｗ）：ウェブ
（Ｗ１）：（ウェブの）巻き始め端部
（Ｗ２）：（ウェブの）巻き始め端部の上に巻き重ねられる部分
【図１】
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【図２】
2015003828.tif 000008
【図３】
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