(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の胴部を有し、
前記胴部が、内側シェルと、前記内側シェルの外周を囲う外側シェルとを含み、
前記内側シェルと前記外側シェルとを連結する連結部と、を備えるウェブ用の巻芯であって、
前記連結部は、前記内側シェル及び前記外側シェルの間で、かつ前記胴部の軸方向の両端部にのみ設けられ、
前記連結部の材料は、前記内側シェルを構成する材料よりも弾性率が小さい材料であり、
前記内側シェルと前記外側シェルとの間における前記両端部以外の領域の全体に隙間が形成されているウェブ用の巻芯。
【請求項２】
請求項１に記載のウェブ用の巻芯であって、
前記連結部の材料は、前記胴部の径方向の弾性率が軸方向と周方向の弾性率より小さい異方性を有する材料であるウェブ用の巻芯。
【請求項３】
円筒形状の胴部を有し、
前記胴部が、内側シェルと、前記内側シェルの外周を囲う外側シェルとを含み、
前記内側シェルと前記外側シェルとを連結する連結部と、を備えるウェブ用の巻芯であって、
前記連結部は、前記内側シェル及び前記外側シェルの間で、かつ前記胴部の軸方向の両端部にのみ設けられ、
前記連結部の材料は、前記胴部の径方向の弾性率が軸方向と周方向の弾性率より小さい異方性を有する材料であり、
前記内側シェルと前記外側シェルとの間における前記両端部以外の領域の全体に隙間が形成されているウェブ用の巻芯。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のウェブ用の巻芯であって、
前記外側シェルと前記連結部との間に係止部が設けられ、前記係止部は、前記外側シェルが前記胴部の周方向に回転することを規制する凹凸を有するウェブ用の巻芯。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のウェブ用の巻芯であって、
前記連結部がゴムであるウェブ用の巻芯。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のウェブ用の巻芯であって、
前記外側シェルの材料が、ＣＦＲＰであるウェブ用の巻芯。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙、ポリエステルフィルム、金属薄板等の支持体（以下、ウェブという）の表面に、塗布、表面処理等を施し巻き取る装置及びそのような支持体を単体で巻き取る装置に装填するウェブ用の巻芯に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブに塗布、又は表面処理等を施した製品は、産業上広く用いられており、これらの製品は写真感光材料、磁気記録材料のように、高価な材料を使用したものが多く、製品の歩留りの向上が強く求められている。
【０００３】
特許文献１には、製造工程において支持体ロールの変形を防止するため、巻芯外径と、支持体の巻長と、巻芯の円周方向の線膨張係数との関係を規定することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、経時或は繰り返しの使用によっても復元力が失われないように、円筒状の母材の外周に、クッション層と、プリプレッグ材を用いた保護層とを積層させた構成のウェブ用の巻芯の構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７３０４７号公報
【特許文献２】特開平６−２０６６６８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、ウェブ用の巻芯において、工程、輸送などの環境変化に対して巻芯が熱膨張すると、巻き取ったウェブに過度な面圧がかかり、品質面で故障になる場合がある。また、巻芯におけるウェブを巻き取る面を構成する筒状のシェル部は適度な肉厚がないと巻き締まり変形によって、巻取製品の品質故障につながる。
【０００７】
これらを解決するために特許文献１に示すような高弾性率かつ寸法変化をコントロール可能な材料を用いた巻芯が望ましいが、シェル部の肉厚が厚いため、材料費の高い材料を用いる場合は巻芯のコストも嵩んでしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、巻き取ったウェブの面圧の影響を抑えることができ、かつ巻芯のコストの増加を抑えることができるウェブ用の巻芯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のウェブ用の巻芯は、円筒形状の胴部を有し、
前記胴部が、内側シェルと、前記内側シェルの外周を囲う外側シェルとを含み、
前記内側シェルと前記外側シェルとを連結する連結部と、を備えるウェブ用の巻芯であって、
前記連結部は、前記内側シェル及び前記外側シェルの間で、かつ前記胴部の軸方向の両端部にのみ設けられ、
前記連結部の材料は、前記内側シェルを構成する材料よりも弾性率が小さい材料であり、
前記内側シェルと前記外側シェルとの間における前記両端部以外の領域の全体に隙間が形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、巻き取ったウェブの面圧の影響を抑えることができ、かつ巻芯のコストの増加を抑えることができるウェブ用の巻芯を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の巻芯を模式的に示す斜視図
【図２】図１の巻芯のＩＩ−ＩＩ線方向にみた断面図
【図３】本発明の巻芯と通常の巻芯とのウェブ巻き取り時の変形の状態を説明する図である。
【図４】ウェブ巻き取り時にウェブ自身にかかる面圧の大きさと幅方向の位置との関係を模式的に示すグラフ
【図５】図１の巻芯の変形例を説明する模式的な図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１３】
図１は、本発明の巻芯を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の巻芯のＩＩ−ＩＩ線方向にみた断面図である。
【００１４】
巻芯１は、ウェブＷを巻き取ることに用いられるものである。ウェブＷは、例えば、紙、ポリエステルフィルム、金属薄板等の支持体であるが、特に限定されない。
【００１５】
巻芯１は、円筒形状の胴部２を有する。胴部２は、内側シェル１１と、外側シェル２１とを含む。
【００１６】
内側シェル１１は、円柱形状をなし、円筒部１２と、軸方向の両端に端面１３とを有する。
【００１７】
端面１３のそれぞれには、軸１４が一体に設けられている。軸１４は、図示しない巻取装置における回転軸受部に固定される。内側シェル１１は、各軸１４を中心として回転可能に支持される。なお、この軸１４の軸方向（図１において左右の方向）を、以下では単に軸方向ともいう。また、この軸方向は、巻芯１に巻き取られるウェブＷの幅方向と同じ方向である。
【００１８】
外側シェルは、円筒部２２によって構成されている。円筒部２２は、内側シェル１１の円筒部１２の外周側に設けられている。内側シェル１１の円筒部１２と外側シェル２１の円筒部２２との間には、両者を連結する連結部３１が設けられている。
【００１９】
連結部３１は、内側シェル１１及び外側シェル２１の間において、胴部２の軸方向に対して両端部にのみ設けられている。連結部３１は、胴部２の軸方向において、ウェブＷが巻き取られる領域よりも外側に位置していることが好ましい。こうすれば、ウェブＷを巻き取ったときに生じる巻芯１の変形が、より均一になり、ウェブＷにシワなどの故障が生じにくくなる。
【００２０】
円筒部１２の外周面と外側シェル２１の円筒部２２の内周面との間において、胴部２の軸方向に対して両端部以外の領域には隙間ｇが存在する。
【００２１】
次に、内側シェル１１、外側シェル２１、及び連結部３１の材料について説明する。
【００２２】
内側シェル１１の材料は、ウェブを巻き取る際にかかる面圧に耐えられる範囲であれば特に限定されず、例えば、アルミニウム等の金属である。内側シェル１１の材料は、剛性が高いものを用いる。
【００２３】
外側シェル２１の材料は、カーボンファイバ（ＣＦＲＰ）などの線膨張率が金属などに比べて低いものを用いる。このため、外側シェルは、熱処理工程などでも金属製の巻芯に比べて熱膨張が生じにくく、巻取り製品に過度な面圧がかかることを防止することができる。よって、品質故障が起こりにくい。ＣＦＲＰの線膨張率は、２ｅ−６である。
【００２４】
連結部３１の材料は、ゴムなどの弾性を有するものを用いることが好ましい。連結部３１は、内側シェル１１の材料よりも弾性率が低いものであることが好ましい。また、連結部３１は、ゴムなどの弾性材料に限定されない。連結部３１は、例えば、金属製の板バネなど復元力を有し、かつ巻き締まりによる外側シェルの変形の幅方向分布を均一に保てる圧縮性を有する構造体であってもよい。さらに、連結部３１の材料は、胴部２の径方向の弾性率が他の方向より小さい、異方性を有するものであってもよい。このような異方性を有する材料としては、例えば、円周方向に強化繊維を施したＦＲＰ樹脂などがある。ここで、連結部３１を異方性を有する材料で構成した場合、その弾性率は、径方向、周方向、及び軸方向にわけて捉えることができる。ここで、連結部３１の径方向の弾性率が、周方向及び軸方向の弾性率より小さいことが好ましい。こうすることで、連結部３１は、ウェブ巻き取り時に径方向にのみ収縮する。
【００２５】
次に、図３及び図４に基づいて、本発明の巻芯と通常の巻芯とのウェブ巻き取り時の変形の状態を説明する。図３（ａ）は、本発明の巻芯のウェブ巻き取り時の変形の状態を模式的に示す断面図である。図３（ｂ）は、通常の巻芯のウェブ巻き取り時の変形の状態を模式的に示す断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）において、変形したときのシェルの位置を点線で示す。
【００２６】
本発明の巻芯１によれば、図３（ａ）に示すように、外側シェル２１の厚みを薄くしても、巻き締められたウェブの面圧による変形が、胴部２の軸方向（ウェブＷの幅方向）に均一となる。これは、連結部３１がウェブの面圧に応じて胴部２の中心軸に対して径方向に適宜収縮したためである。一方で、図３（ｂ）に示すように、本発明の巻芯１の構成を採用しない通常の巻芯では、シェルが単一であり、このシェルに巻き締められたウェブの面圧がかかるため、幅方向中央部分が、側板による突っ張り効果のある両端部分に比べて大きくたわむ。これは、巻芯１の幅方向中央部分は空洞であるのに対して、両端部分は側板に固定されているためである。すると、巻き取られたウェブには、幅方向にかかる負荷が不均一になるため、製品の品質が劣化してしまう。
【００２７】
図４は、ウェブ巻き取り時にウェブ自身にかかる面圧の大きさと幅方向の位置との関係を模式的に示すグラフである。図４において、本発明の巻芯１に巻き取られたウェブの状態を実線で示し、図３（ｂ）の巻芯に巻き取られたウェブの状態を点線で示す。なお、図４において、横軸はウェブの幅方向の位置を示し、縦軸は、巻き取られたウェブにかかる面圧を示している。
【００２８】
図３（ｂ）の巻芯に巻き取られたウェブには、幅方向の両端部が中央部分に対して突出しているため、巻き取られるウェブと両端部との摩擦が大きくなり、該ウェブの両端部に巻き重ねられる部分に中央部分よりも大きな面圧がかかる。このように、巻き取られるウェブに局所的に圧力がかかると、ウェブ全体にかかる面圧の幅方向の分布が不均一になる。局所的に圧力がかかる部分では、ウェブ同士の摩擦によるダメージが生じやすく、また、ウェブの幅方向端部の伸縮が、中央部分に比べて規制されるため、ウェブ全体の変形が不均一になり、シワを引き起こす要因となる。
【００２９】
一方で、本発明の巻芯に巻き取られたウェブは、幅方向いずれの位置においてもウェブにかかる面圧が略等しくなる。これは、連結部３１がウェブの面圧に応じて胴部２の中心軸に対して径方向に適宜収縮し、巻芯１の外側シェル２１にたわみが生じていないため、巻き取られるウェブに局所的に他の部位と異なる面圧が生じていないためである。こうすれば、ウェブ全体にかかる面圧の幅方向の分布が均一になる。そして、ウェブ同士の摩擦によるダメージが生じることを防止できる。さらに、ウェブの幅方向端部の伸縮が、中央部分に比べて規制されることがないため、ウェブ全体の変形が均一になり、シワの発生を抑えられる。
【００３０】
また、本発明の巻芯１は、外側シェル２１の厚みを薄く設計できるため、内側シェル１１を金属などの剛性が高いものを採用し、外側シェル２１としてＣＦＲＰなどの高価な材料を採用することができる。さらに、連結部３１が、内側シェル１１と外側シェル２１との間で緩衝材としても機能する。このため、ウェブＷの巻取工程や巻芯１にウェブＷを巻き取った状態で搬送する際に、外部からの衝撃がくわわっても、巻取製品の故障の発生を抑えることができる。
【００３１】
巻芯１は、磁気記録媒体の製造工程におけるカレンダー工程で使用する巻芯に好適である。
【００３２】
磁気記録媒体の製造工程の一例を説明する。先ず、原反ロールから帯状の支持体を搬送させ、塗布部において、この支持体の一方の面に磁性層塗布部材によって磁性層を塗布し、また、他方の面にバックコート層を塗布する。そして、磁性層が塗布された支持体を支持体巻取部に巻回させる。次に、支持体巻取部から支持体をカレンダー部に送り出し、該カレンダー部に設けられた複数のカレンダーロール同士の間に搬送させる。このとき、支持体をカレンダーロール同士の間のニップに通過させることで、支持体における磁性層表面の平滑性が向上される。そして、支持体を巻芯に巻回させて支持体ロールを形成する。この巻芯として、上述の巻芯１を採用することができる。その後、支持体ロールには、所定の温度に設定された環境雰囲気で、所定の時間放置される熱処理工程が行われる。この熱処理でウェブの熱収縮によりウェブがさらに巻き締まり、巻芯変形の幅方向分布が顕著になる。巻芯が幅方向に不均一な変形をすることでウェブは変形の少ない端部で面圧が高くなり、芯側で巻かれたウェブ同士の接触でウェブ表面にダメージが出やすくなる。さらに幅方向の変形が不均一になることでウェブの幅方向伸縮がブロックされやすくなり、ウェブにシワを引き起こす場合がある。ここで、本発明の巻芯は、ウェブ巻き取り時において上述したように連結部により幅方向に均一に変形するため、過度な面圧上昇やウェブのシワの発生を抑制することができ、好適である。さらに、例えば磁気テープを製造する際には、熱処理が施された支持体ロールを裁断工程においてスリッタによって長手方向にスリットすることで、所定のテープ幅を有する磁気テープを製造している。なお、磁気テープの製造方法は、上述のものに限定されない。また、巻芯も熱処理工程で使用するものに限定されず、他の工程においてウェブを巻き取るものに適用することができる。
【００３３】
上述した巻芯１の変形例を説明する。
【００３４】
図５は、巻芯の変形例を模式的に示す図である。図５は、巻芯を胴部の軸方向に見た状態を示している。図５に示すように、巻芯１は、内側シェル１１と外側シェル２１との間に、両者のうちの一方のみが回転してしまうことを防止するための係止部が設けられている。係止部は、以下に説明するように、外側シェル２１が胴部２の周方向に回転することを規制する凹凸を有する。
【００３５】
具体的には、外側シェル２１の円筒部２２の内周面には複数の凸部２４が設けられている。図５では、複数の凸部２４は、円筒部２２の内周面の周方向に略等間隔で配置された３つの凸である。各凸部２４は、円筒部２２の内周面から内側シェル１１の円筒部１２の外周面に向かって突出する。
【００３６】
また、連結部３１には、複数の凹部３２が設けられている。図５では、複数の凹部３２は、円筒部１２の外周面の周方向に略等間隔で配置された３つの凹である。凹部３２には、凸部２４が入り込んでいる。凸部２４と凹部３２との間の、胴部２の周方向における隙間の寸法は、外側シェル２１が内側シェル１１に対して周方向にガタつかない範囲に設計され、ここでは略０．１ｍｍとする。また、凸部２４の先端部と凹部３２の表面との円筒部の中心軸に対して径方向の隙間は、外側シェル２１の変形量より大きくすることが好ましい。
【００３７】
外側シェル２１のみに図５中矢印で示す回転方向の力が加わるとき、円筒部２２の凸部２４が凹部３２に係止される。このため、ウェブＷを巻き取るときに、外側シェル２１のみが回転することがなく、外側シェル２１と内側シェル１１を常に一体で回転させることができる。凸部２４と凹部３２が互いに係止することによって、内側シェル１１と外側シェル２１の間に相対すべりが発生することを防止でき、所望の回転数、テンションでウェブを巻き取ることが可能となる。
【００３８】
なお、係止部は、図５に示す構成に限定されない。例えば、外側シェル２１の円筒部２２の内周に凹部を設け、内側シェル１１の円筒部１２の外周に凸部を設けてもよい。
【００３９】
複数の凸部２４、及び複数の凹部３２の数はいずれも限定されない。
【００４０】
本明細書は次の事項を開示する。
（１）  円筒形状の胴部を有し、
前記胴部が、内側シェルと、前記内側シェルの外周を囲う外側シェルとを含み、
前記内側シェルと前記外側シェルとを連結する連結部と、を備えるウェブ用の巻芯であって、
前記連結部は、前記内側シェル及び前記外側シェルの間で、かつ前記胴部の軸方向の両端部にのみ設けられているウェブ用の巻芯。
（２）（１）に記載のウェブ用の巻芯であって、
前記連結部の材料は、前記内側シェルを構成する材料よりも弾性率の小さいウェブ用の巻芯。
（３）（１）又は（２）に記載のウェブ用の巻芯であって、
前記連結部の材料は、前記胴部の径方向の弾性率が軸方向と周方向の弾性率より小さい異方性を有するウェブ用の巻芯。
（４）（１）から（３）のいずれか１つに記載のウェブ用の巻芯であって、
前記外側シェルと前記連結部との間に係止部が設けられ、前記係止部は、前記外側シェルが前記胴部の周方向に回転することを規制する凹凸を有するウェブ用の巻芯。
（５）（１）から（４）のいずれか１つに記載のウェブ用の巻芯であって、
前記連結部がゴムであるウェブ用の巻芯。
（６）（１）から（５）のいずれか１つに記載のウェブ用の巻芯であって、
前記外側シェルの材料が、ＣＦＲＰであるウェブ用の巻芯。
【符号の説明】
【００４１】
１    巻芯
２    胴部
１１    内側シェル
１２    円筒部
２１    外側シェル
２２    円筒部
３１    連結部
【図１】
0005764359.tif 000002
【図２】
0005764359.tif 000003
【図３】
0005764359.tif 000004
【図４】
0005764359.tif 000005
【図５】
0005764359.tif 000006