(57)【要約】  耐熱性、耐摩耗性を有するニップローラを提供することを課題とする。  本発明のローラは、概略円筒形の芯の表面にゴムの層が形成され、このゴムがＪＩＳＫ６２５７：２０１０における１５０℃×７２時間の加熱老化試験での硬さの変化がＪＩＳＫ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下であり、かつ、前記ゴムの層の表面に非晶質炭素状膜の層が形成されてい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】
概略円筒形の芯の表面にゴムの層が形成され、このゴムがＪＩＳ Ｋ６２５７：２０１０における１５０℃×７２時間の加熱老化試験での硬さの変化がＪＩＳ Ｋ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下であり、かつ、前記ゴムの層の表面に非晶質炭素状膜の層が形成されたローラ。
【請求項２】
前記ゴムが主鎖に炭素−炭素二重結合を有し、前記ゴム層と前記非晶質炭素状膜の層との間に炭化水素系疎水性層が形成された、請求項１のローラ。
【請求項３】
前記ゴムが水素化ニトリルゴムである、請求項２のローラ。
【請求項４】
前記ローラの中心回転軸と平行なローラ表面にローラ端に向かって径が小さくなるよう直線状または曲線状の切り欠き部が形成された、請求項１〜３のいずれかのローラ。
【請求項５】
概略円筒形の芯の表面に水素化ニトリルゴムの層が形成され、前記ゴムの層の表面に非晶質炭素状膜の層が形成されたローラ。
【請求項６】
熱可塑性樹脂フィルムを成型する前のシート状溶融樹脂または７０℃以上の熱可塑性樹脂フィルムを、ニップローラと搬送ローラとの間でニップして搬送または加工する工程を経て、その後、フィルムをロール状に巻き取るフィルムロールの製造方法において、前記ニップローラが請求項１〜５のいずれかのローラであるフィルムロールの製造方法。
【請求項７】
７０℃以上の熱可塑性樹脂フィルムをニップローラと搬送ローラとの間でニップして延伸する工程を経て、その後、フィルムをロール状に巻き取るフィルムロールの製造方法において、前記ニップローラが請求項１〜５のいずれかのローラであるフィルムロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はローラおよび熱可塑性樹脂フィルムロールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂フィルムを搬送する上で、ローラとの摩擦力を向上して滑りを防止することや、エンボス加工するために加圧することを目的にニップローラを用いることがある。例えば、特許文献１のように、熱可塑性樹脂フィルムの表面にエンボス加工を施す場合には、加熱したフィルムを、エンボス表面を有するローラとニップローラとの間でニップし、フィルム表面に凹凸を付ける。また、特許文献２のように、熱可塑性樹脂フィルムの製膜工程においてフィルムの延伸を行う場合には、加熱したフィルムを周速差を設けた延伸ローラ間に導入して延伸するが、フィルムと延伸ローラが滑らないようにフィルムを延伸ローラとニップローラとの間でニップする。上記のニップローラは、フィルムの厚みムラや、ローラのたわみ、凹凸などがあっても均一にニップするために、柔軟性のあるゴムを被覆したローラが用いられる。【０００３】
しかし、ニップローラ表面のゴムが、ニップによる負荷で摩耗により削れて、摩耗粉がフィルムにコンタミし欠点となるため、短周期でのニップローラの交換を余儀なくされている。【０００４】
このような問題に対し、特許文献２では、フィルムを延伸する場合のニップローラのゴム材質として、高温でも強度の高いシリコーンゴムなどを用いているが、高い圧力と接線力に加え、フィルムがネックインすることで耳部の圧力が高まり、摩耗の解消に至っていない。これに対し、特許文献２では、ニップローラのフィルム耳部相当位置からローラ端に向かって徐々に径が小さくなるようにテーパ状の切り欠き加工することで、耳部の圧力を低減することや、中央部と端部の周速差をなくし、ニップローラ表面の摩耗を低減することが提案されている。【０００５】
また、特許文献３、４ではニップローラの最表層に摩耗に強い非晶質炭素状膜の層を形成することで、ニップローラの耐久性を向上させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２００４６５
【特許文献２】特開平８−１０８４７０
【特許文献３】特開２００４−２５１３７３
【特許文献４】特開２００８−０８１２３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の提案は、幾分フィルム耳部による負荷を軽減することはできるものの、延伸下の高い圧力負荷と延伸張力による変形に対しては、ゴムの摩耗強度が足りず、摩耗を大きく改善するに至っていない。【０００８】
また、特許文献３、４の提案は、常温のフィルムの巻取装置で使用するニップローラを想定しており、前述のエンボス加工や縦延伸工程などの加熱工程に用いるニップローラ表面に被膜する方法が開示されていない。【０００９】
そこで本発明の目的は、フィルムの加熱を伴う、延伸のような高負荷のかかる工程において、十分な耐熱性と摩耗強度を有す、ニップ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】
【００１０】
上記目的を達成する本発明のローラは、概略円筒形の芯の表面にゴムの層が形成され、このゴムがＪＩＳＫ６２５７：２０１０における１５０℃×７２時間の加熱老化試験での硬さの変化がＪＩＳＫ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下であり、かつ、前記ゴムの層の表面に非晶質炭素状膜の層が形成されている。ここで、「概略円筒形の芯」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。また、「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。また、硬さの変化がＪＩＳＫ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下であるとは、変化が増加方向（架橋による硬化）、減少方向（主鎖切断による軟化）の何れであっても１５度以下であることをいう。【００１１】
また、本発明の好ましい形態のローラは、前記ゴムが主鎖に炭素−炭素二重結合を有し、前記ゴム層と前記非晶質炭素状膜の層との間に炭化水素系疎水性層が形成されている。
ここで、「炭化水素系疎水性層」とは、炭化水素を含み、水分子を排除し、水になじみにくい性質を有する化合物層である。ゴム表面を改質して得た場合における炭化水素系疎水性層とは、炭素−炭素間の二重結合の数が通常のゴムよりも少ない状態であることをいう。【００１２】
また、本発明の好ましい形態のローラは、前記ゴムが水素化ニトリルゴムである。ここで、水素化ニトリルゴムとは、ニトリルゴムの炭素−炭素間二重結合の一部に水素を付加せしめ、炭素−炭素間二重結合を有しながら耐熱性を高めたゴムであり、ニトリルゴムとはアクリロニトリルと１，３−ブタジエンとの共重合体である。なお、水素化ニトリルゴム、ニトリルゴム共にジエン系ゴムに分類される。
また、本発明の好ましい形態のローラは、前記ローラの中心回転軸と平行なローラ表面にローラ端に向かって径が小さくなるよう直線状または曲線状の切り欠き部が形成されている。【００１３】
また、本発明の好ましい形態のローラは、概略円筒形の芯の表面に水素化ニトリルゴムの層が形成され、前記ゴムの層の表面に非晶質炭素状膜の層が形成されている。【００１４】
また、本発明のフィルムロールの製造方法は、熱可塑性樹脂フィルムを成型する前のシート状溶融樹脂または７０℃以上の熱可塑性樹脂フィルムを、ニップローラと搬送ローラとの間でニップして搬送または加工する工程を経て、その後、フィルムをロール状に巻き取るフィルムロールの製造方法において、ニップローラが本発明のローラである。
ここで、「ニップ」とは、一対のローラでフィルムを挟圧することである。また、「ニップローラ」とは、フィルムをローラ上で挟圧するためのローラであり、表面にゴムなどの柔軟性のある素材を被覆したローラである。
また、「搬送ローラ」とは、長さ方向に連続なフィルムを、製造工程の上流から下流に搬送するためのローラである。【００１５】
また、本発明の別のフィルムロールの製造方法は、７０℃以上の熱可塑性樹脂フィルムをニップローラと搬送ローラとの間でニップして延伸する工程を経て、その後、フィルムをロール状に巻き取るフィルムロールの製造方法において、前記ニップローラが本発明のローラである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィルムの加熱を伴い、高負荷のかかる工程において、耐熱性を有するゴム層に耐摩耗性を有する非晶質炭素状膜の層を形成したニップローラを使用することで、ニップローラの摩耗が抑えられ、長期間の使用が可能になる。また、ニップローラの摩耗粉による欠点を防止でき、フィルムの品質向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態であるフィルムロールの製造方法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ローラを横方向から見た断面図である。
【図３】図３は、本発明の別の一実施形態であるローラを横方向から見た断面図である。
【図４】図４は、本発明の別の一実施形態であるフィルムロールの製造方法の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明に掛かるローラおよび熱可塑性樹脂フィルムロールの製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明のローラを熱可塑性樹脂フィルムの延伸工程のニップローラとして使用した場合の、フィルムロールの製造方法の一例を示す概略側面図である。図１において、押出機から押し出された溶融樹脂が、スリット状の吐出口を有する口金６より吐出されることでシート状溶融樹脂７となり、冷却ドラム８により急冷されることによって、フィルム１０として成型される。その後、適宜ガイドローラ９により、搬送され、フィルム１０は熱媒を通した予熱ローラ１３によって加熱され、軟化した後、延伸ローラ１４ａと延伸ローラ１４ｂの周速差によって、フィルム搬送方向Ａに延伸された後、冷却ローラ１５で冷却される。その後、フィルム１０は、適宜ガイドローラ９および巻取装置などにより、速度、張力を制御されながら搬送され、巻芯１６上に巻き取りフィルムロール１２を製造する。なお、以降、延伸ローラ１４ａと延伸ローラ１４ｂを総称して延伸ローラ１４と記す場合もある。
【００２０】
ここで、本発明に適用が可能なフィルムを構成する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレン−ｐ−オキシベンゾエート、ポリ−１、４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、および、ポリエチレンテレフタレートなどに、共重合成分として、例えば、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコールなどのジオール成分や、アジピン酸、セバチン酸、フタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸成分などを共重合したポリエステル樹脂、その他、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂などがある。
【００２１】
各ローラおよび巻芯１６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。ニップローラ５およびガイドローラ９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。冷却ドラム８、予熱ローラ１３、延伸ローラ１４、冷却ローラ１５および巻芯１６はモーター等を用いた駆動ローラであるのが好ましい。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表面にすり傷欠点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。また、フィルム１０を延伸する際、フィルム１０は延伸ローラ１４とニップローラ５でニップされ、延伸位置を固定するようになっている。フィルム１０をニップする機構として、例えばローラ両軸端においてエアシリンダ１１などの加圧装置によって延伸ローラ１４上でフィルム１０をニップする。また、フィルム１０を搬送方向Ａに延伸した後は、適宜、フィルム１０を幅方向に延伸するテンターオーブンや、フィルム１０の耳部を除去するトリミング装置、厚さ測定器などを配置してもよい。
【００２２】
ここで、ニップローラ５は、本発明の図２または図３の構成からなるローラである。
【００２３】
図２は、本発明のローラの一例となる構成を、模式的に示した断面図である。図１の延伸工程では、ニップローラ５は高温下で高圧の熱負荷を受ける。その負荷に耐えうるよう、図２に示すように、ローラは芯４の外側にゴム層１を有し、最表層に非晶質炭素状膜３を有している。芯４の材質は、ニップによる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。さらに、図１の延伸工程では、フィルム温度は分子の拡散温度やガラス転移点以上にしてフィルム１０を軟化させるため、７０℃以上の高温にすることが多く、その際のフィルム１０の加熱手段としては赤外線ヒーターによる輻射や、熱媒を通した加熱ローラ（延伸ローラ１４を加熱ローラとする場合もあれば、図示されている以外に加熱ローラを追加してもよい）からの熱伝導を用いることが多い。このため、ニップローラ５はフィルム１０や加熱手段からの熱により高温となるため、ニップローラ５表面のゴムは、高い耐熱性を有する必要がある。耐熱性を示す指標としては、本発明においては加熱老化試験前後の硬さの変化を基準とする。具体的には、ゴム層１がＪＩＳ Ｋ６２５７：２０１０における１５０℃×７２時間の加熱老化試験での硬さの変化が、ＪＩＳＫ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下を満たすものを適用する。かかる耐熱性を満たす好適な例として、シリコーンゴムやフッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、水素化ニトリルゴムなどがある。
【００２４】
一方、高負荷に耐えるには耐摩耗性が必要である。本発明にて採用する非晶質炭素状膜３は、硬度がゴムなどに比べて格段に大きく、摩耗に強いため、高い耐久性を有するものである。非晶質炭素状膜３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３の成膜法自体は、特開２００８−０８１２３９に記載の方法をとればよい。
【００２５】
また、前記シリコーンゴムなどと非晶質炭素状膜３との密着には接着剤などを利用すればよい。なお、本発明においては比較的柔らかいゴム層１の表面に形成することになるので、ゴム層１の変形に追随できることが好ましい。このために、前記硬質皮膜に微小なクラックを形成することも好適である。
【００２６】
非晶質炭素状膜３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、ゴムの柔軟性を阻害してしまう場合があることから、１μｍ〜１０μｍが好ましく、３μｍ〜１０μｍがより好ましい。
【００２７】
また、ニップローラ５は、対向するローラの撓みが大きい場合、幅方向に均一に押圧力を得るために、外径が幅方向中央部から端部に向かい減少するクラウン形状にすることが好ましい。また、特開平８−１０８４７０のようにテーパ状の切り欠き加工をつけることや、芯４を特開２０１０−１４９９８３のような構造としてもよい。
【００２８】
また、ニップローラ５は、ゴム層１が、シリコーンやフッ素のような接着の難しいゴムよりも、非晶質炭素状膜３を強固に接着できるゴムがより好ましい。そして、ゴム層１が、主鎖に炭素−炭素間二重結合を有する耐熱ゴムであり、図３に示すように、ゴム層１と非晶質炭素状膜３の層との間には炭化水素系疎水性層２が形成されていることがさらに好ましい。ここで、炭素−炭素間二重結合は、接着剤を使用せずに、前記非晶質炭素状膜３との密着力向上に必要な炭化水素系疎水性層２を形成するのに必要なゴム層１の条件である。非晶質炭素状膜３の層とゴム層１は分子間力により密着するが、分子間力が小さいと、非晶質炭素状膜３の層とゴム層１の密着力が小さく、機械的な摩擦により非晶質炭素状膜３の層がゴム層１から剥離することがある。化学的処理により、ゴムの炭素−炭素間二重結合に電気陰性度の大きな原子を付加反応させることで、ゴム層１表面に炭化水素系疎水性層２が形成され、非晶質炭素状膜３との分子間力が向上し、ゴム層１と非晶質炭素状膜３の層との密着力が向上すると推定する。特に炭素−炭素間の二重結合にはハロゲン（例えば塩素や臭素）や各種の酸（例えば、ハロゲン化水素、硫酸、カルボン酸）を付加しやすく、炭素−炭素間の二重結合は単結合に変化する。炭化水素系疎水性層２の測定は次のように行う。炭化水素系疎水性層２の表面を蒸留水で濡らしたときに、蒸留水がはじき水滴状になることで判断する。炭化水素系疎水性層２と蒸留水の接触角が６０°以上であれば、疎水性を有すると判断する。
【００２９】
また、ゴム層１の好ましい例としては、主鎖に炭素−炭素間二重結合を有するジエン系ゴムがあり、特に、電気陰性度の大きな原子を付加反応させ、炭化水素系疎水性層２を形成した水素化ニトリルゴムは、非晶質炭素状膜３との強固な密着力を得ることができ、さらにＪＩＳ Ｋ６２５７：２０１０における１５０℃×７２時間の加熱老化試験での硬さの変化がＪＩＳ Ｋ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下を満たす耐熱性を両立することを見出した。水素化ニトリルゴムは主鎖に炭素−炭素間二重結合を有するので、化学的処理により電気陰性度の大きいハロゲン（塩素、臭素）を付加することができる。ハロゲン化反応後の水素化ニトリルゴムは非晶質炭素状膜３との密着性が高くなり、接着などの手段を用いることなく、ゴム上に硬質皮膜を形成できる。特に、シリコーンなどの離型材質に接着剤を用いる場合よりも、強固な密着を得ることができ、好適である。また、水素化ニトリルゴムは、ニトリルゴムの主鎖に含まれるブタジエンの二重結合の一部を水素化したゴムであり、ニトリルゴムよりも二重結合の量が少ないことから、高温下での分子鎖切断による熱劣化が起こりにくく、高い耐熱性を有する。これにより、ゴム層１の耐熱性とＤＬＣなどの非晶質炭素状膜３が持つ耐熱性およびゴム層１と非晶質炭素状膜３との強固な密着力を得ることができ、高温下で高い圧力と高い接線力が加わる縦延伸工程においても、摩耗を防止し、長期間ニップローラ５を使用することができる。このようなローラを用いた延伸フィルムは摩耗粉の付着、すり傷がなく、延伸物性に優れるため、高い品質と物性を持つフィルムロール１２を製造することができる。
【００３０】
図４は、本発明の一実施形態であるローラを熱可塑性樹脂フィルムのエンボス装置のニップローラとして使用した場合のフィルムロールの製造方法を示す概略側面図である。図４の構成は、前述の図１に示したフィルムロール製造方法と同様であり、押出機から押し出された溶融樹脂が、スリット状の吐出口を有する口金６より吐出されることでシート状溶融樹脂７となり、冷却ドラム８により急冷されることによって、フィルム１０として成型される。この際、冷却ドラム８はエンボス表面を形成し、本発明のニップローラ５により、冷却ドラム８上に押圧されることによって、フィルム１０表面にエンボス加工が施される。シート状溶融樹脂７の温度は融点以上であるため、７０℃以上の高温であることが多いが、本発明のニップローラ５表面のゴムは、高い耐熱性を有しているため好適である。その後、ガイドローラ９などで搬送された後に、巻芯１６上に巻き取られ、フィルムロール１２となる。
【実施例】
【００３１】
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。【００３２】
［実施例１］
図１に示すフィルムロールの製造装置を用いて、ポリエチレンテレフタレート樹脂を押出機により溶融し、ギアポンプで計量しながら口金６より吐出することで、シート状溶融樹脂７とし、フィルム温度が３５℃となるように温調した冷却ドラム８で急冷することで、幅２２００ｍｍ、平均厚み４００μｍのフィルム１０として成型した。冷却ドラム８は回転速度９０ｍ／ｍｉｎとした。予熱ローラ１３、延伸ローラ１４、冷却ローラ１５は熱媒を通したローラとなっており、得られたフィルム１０をフィルム表面の温度が１３０℃になるように、予熱ローラ１３、延伸ローラ１４で昇温し、その後、フィルム表面の温度が３５℃となるように冷却ローラ１５で冷却した。予熱ローラ１３、延伸ローラ１４、冷却ローラ１５は面長２４００ｍｍ、外径は３００ｍｍの駆動ローラであり、本体の材質はＪＩＳ  Ｇ３４４５：２０１０に規定されるＳＴＫＭ１３Ａであり、表面には硬質クロム鍍金の皮膜を有するものとした。予熱ローラ１３、延伸ローラ１４ａの回転速度は９０ｍ／ｍｉｎとし、延伸ローラ１４ｂ、冷却ローラ１５の回転速度は６５０ｍ／ｍｉｎとした。フィルム１０は延伸ローラ１４ａと延伸ローラ１４ｂの速度差により縦延伸を行った。【００３３】
ニップローラ５には、図２に示すローラを使用した。ニップによる圧力は５ｋＮ／ｍとした。ニップローラ５の面長は２４００ｍｍ、外径は２００ｍｍであり、ゴム層３は厚み１０ｍｍ、硬度７０°のシリコーンゴムとし、シリコーンゴム上に非晶質炭素状膜３として膜厚１μｍのＤＬＣ膜を形成した。本実施例のシリコーンゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２５７：２０１０における１５０℃×７２時間の加熱老化試験での硬さの変化がＪＩＳＫ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下となる０度である。また、シリコーンゴムは炭素−炭素の二重結合を有さず、炭化水素系疎水性層２を形成しないため、接着剤を用いてＤＬＣ膜との密着力を確保した。芯４の材質はＳＴＫＭ１３Ａとした。延伸したフィルム１０をガイドローラ９で搬送し、巻芯１６上に巻き取りフィルムロール１２を得た。【００３４】
［実施例２］
ニップローラ５には、図３に示すローラを使用し、ゴム層３は厚み１０ｍｍ、硬度７０°の水素化ニトリルゴムとした。水素化ニトリルゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２５７：２０１０における１５０℃×７２時間の加熱老化試験での硬さの変化がＪＩＳＫ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下となる１０度である。また、主鎖に炭素−炭素二重結合を有する水素化ニトリルゴムにハロゲン化処理を施し、炭化水素系疎水性層２を形成した後、炭化水素系疎水性層２の表面に非晶質炭素状膜３として膜厚１μｍのＤＬＣ層を形成し、密着力を確保した。その他の条件は実施例１と同様にした。【００３５】
［実施例３］
ニップローラ５には、ローラ端に向かって径が小さくなるように、実施例２のローラ面の端縁から内側に１５０ｍｍの位置をテーパ開始点として、ローラの中心回転軸と平行なローラ表面の軸方向の円筒水平面から１．５°軸中心側に円錐状にローラ表面のゴムを切り欠いた。その他の条件は実施例１と同様にした。【００３６】
［比較例１］
ニップローラ５には、材質ＳＴＫＭ１３Ａの芯４に、厚み１０ｍｍ、硬度７０°のシリコーンゴムを被覆成型したものを使用するものの、非晶質炭素状膜である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。【００３７】
［比較例２］
ニップローラ５には、比較例１と同様のＤＬＣ膜を形成しないシリコーンゴムに、ローラ面の端縁から内側に１５０ｍｍの位置をテーパ開始点として、ローラの中心回転軸と平行なローラ表面の軸方向の円筒水平面から１．５°軸中心側に円錐状にローラ表面のゴムを切り欠いた。その他の条件は実施例１と同様にした。【００３８】
［比較例３］
ニップローラ５には、図３と同様のローラを使用し、ゴム層３は厚み１０ｍｍ、硬度７０°のニトリルゴムとした。ニトリルゴムは、主鎖に炭素−炭素二重結合を有するため、ハロゲン化処理を施し炭化水素系疎水性層２を形成した後、炭化水素系疎水性層２の表面に非晶質炭素状膜３として膜厚１μｍのＤＬＣ層を形成した。また、ニトリルゴムは、実施例１のシリコーンゴム、実施例２、３の水素化ニトリルゴムとは異なり、ＪＩＳ Ｋ６２５７：２０１０における１５０℃×７２時間の加熱老化試験での硬さの変化がＪＩＳＫ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以上となる１８度である。すなわち、高温でゴムの劣化が著しく発生し、硬度変化している。その他の条件は実施例１と同様にした。【００３９】
［耐熱性の評価方法］
ローラに被覆するゴム材と同様に形成したゴムシートから、寸法４０ｍｍ×４０ｍｍ×１０ｍｍのテストピースを製作し、ＪＩＳＫ６２５７：２０１０に従って、１５０℃×７２時間で加熱老化試験実施後の硬さを測定し、試験前後の硬さを比較することで、耐熱性を評価した。
Ａ（ｇｏｏｄ）：試験前と試験後の硬さの変化がＪＩＳ Ｋ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下である。
Ｃ（ｐｏｏｒ）：試験前と試験後の硬さの変化がＪＩＳ Ｋ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度を超える。【００４０】
［耐拭き取り性の評価方法］
ゴムとＤＬＣ膜との密着性に関して、水を染み込ませたウエスで表面を拭き取った際の耐久性を評価した。押圧荷重１００ｇ／ｃｍ２にてウエスをニップローラに押し当て、１０回往復させて拭いた。耐拭き取り性に関しては、次の２段階で評価した。
Ａ（ｇｏｏｄ）：ウエスに付着がなく、かつ、ＤＬＣ膜の脱落が見られない。
Ｃ（ｐｏｏｒ）：ウエスに付着がある。または、ＤＬＣ膜の脱落が見られる。【００４１】
［耐摩耗性の評価方法］
７２０時間使用した後のニップローラ径を測定し、耐摩耗性を評価した。測定位置はフィルム耳部の位置に相当する、ローラ面の端縁から内側に１５０ｍｍの位置とした。
Ａ（ｇｏｏｄ）：使用前と使用後のニップローラの外径変化率が０．１％未満である。
Ｂ（ｆａｉｒ）：使用前と使用後のニップローラの外径変化率が０．１％以上１．０％未満である。
Ｃ（ｐｏｏｒ）：使用前と使用後のニップローラの外径変化率が１．０％以上である。【００４２】
［ローラ寿命の評価方法］
耐摩耗性の評価において、使用前と７２０時間使用後のニップローラの外径変化率が０．１％未満であったものに関して、２１６０時間使用した後のニップローラ径を測定し、ローラ寿命を評価した。測定位置はフィルム耳部の位置に相当する、ローラ面の端縁から内側に１５０ｍｍの位置とした。
Ａ（ｇｏｏｄ）：使用前と使用後のニップローラの外径変化率が０．１％未満である。
Ｂ（ｆａｉｒ）：使用前と使用後のニップローラの外径変化率が０．１％以上１．０％未満である。
Ｃ（ｐｏｏｒ）：使用前と使用後のニップローラの外径変化率が１．０％以上である。【００４３】
［摩耗粉による欠点の評価方法］
得られたフィルムロールを巻き出し、欠点検出装置によりフィルム表面に付着している欠点を検出した。欠点検出装置は、照射手段、受光手段、欠点検出手段からなり、照射手段としては、３５０Ｗのメタルハライド光源／光ファイバ束／ロッド照明を用い、ロッド照明の長手方向を、フィルム面に平行な面内において、フィルム幅方向から２０度傾けた。フィルム搬送方向から見て、左端をフィルム搬送方向下流側に傾けた。ロッド照明から照射する高指向性の光は鉛直真上を向いており、長手方向で略均一となるように調整した。受光手段としては、７５００画素、８ビット階調、４０Ｈｚのラインセンサカメラを使用した。光電変換素子の並び方向は照射手段の長手方向に一致しており、受光中心光軸は、鉛直下向きから６．５度傾けている。欠点検出手段としては、受光手段から得られる信号に対して３×３画素の重み付き平均をかけ、その後で明箇所について閾値以上の箇所を検出した。この閾値は、事前に欠点画像を見ながら、ほぼ最適化された値である。欠点を検出した後、顕微ＦＴ−ＩＲにて付着欠点の分析を行い、摩耗粉による欠点を評価した。
Ａ（ｇｏｏｄ）：フィルムロールにゴムの摩耗粉およびＤＬＣ膜の脱落による欠点が混入していない。
Ｂ（ｆａｉｒ）：ゴムの摩耗粉およびＤＬＣ膜の脱落による欠点数が、１．０個／ｍ２未満である。
Ｃ（ｐｏｏｒ）：ゴムの摩耗粉およびＤＬＣ膜の脱落による欠点数が、１．０個／ｍ２以上である。【００４４】
【表１】
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【００４５】
全ての実施例と比較例とを対比すると、実施例１〜３では、ニップローラ表層にＪＩＳＫ６２５７：２０１０における１５０℃×７２時間の加熱老化試験での硬さの変化がＪＩＳＫ６２５３：２０１２におけるタイプＡ デュロメータ硬さで１５度以下である材質を使っているため、耐熱性が良好であり、さらに最表層に摩耗に強いＤＬＣ膜の層を形成したため、これらの相乗効果により、フィルムロールの製造工程における延伸工程で摩耗を抑制し、さらにローラ寿命が長く、交換周期が伸びて生産性が向上した。特に実施例２では、水素化ニトリルゴムの炭素−炭素二重結合にハロゲン化処理を施し、炭化水素系疎水性層を形成することにより、ＤＬＣ膜との密着力が向上し、より高い耐摩耗性で欠点を防止し、長寿命化を達成した。実施例３はさらにテーパ加工を施し、効果の微増が見られる。一方、比較例１、２は耐熱性のあるシリコーンゴムを用いているにも関わらず、ＤＬＣ膜の層がないことで摩耗が発生し、比較例３ではＤＬＣ膜の層を疎水性層でもって密着形成したものの、ゴム自身の耐熱性が足りず、大きく摩耗劣化する結果となった。【００４６】
このように、本発明によれば、耐熱性、耐摩耗性を有するニップローラを使用することで、フィルムの加熱を伴い、高負荷のかかる工程において、ニップローラの摩耗が抑えられ、長期間の使用が可能になり、また、ニップローラの摩耗粉による欠点が少ないフィルムロールを提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、ニップローラに限らず、ゴム基材への非晶質炭素状膜の加工において、高い耐熱性および高い密着性を発揮する非晶質炭素状膜を作製する方法などにも応用できるが、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】
【００４８】
１：ゴム層
２：炭化水素系疎水性層
３：非晶質炭素状膜（ＤＬＣ膜）
４：芯
５：ニップローラ
６：口金
７：シート状溶融樹脂
８：冷却ドラム
９：ガイドローラ
１０：フィルム
１１：エアシリンダ
１２：フィルムロール
１３：予熱ローラ
１４ａ：延伸ローラ
１４ｂ：延伸ローラ
１５：冷却ローラ
１６：巻芯
Ａ：搬送方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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