(57)【要約】【課題】シートの処理装置等において、シート表層部に付着している液体を面全域にわたってムラなく拭き取ることができ、特に、液切りロールの変形時において液切り性能が保証されるシートの処理方法、シートの処理装置および液切りローラを提供する。【解決手段】回転軸と外筒を備えた液切りローラにおいて、回転軸と外筒のたわみ量の双方を、外筒長さＬに対して好ましくはＬ／１０００以下の液切りローラとすることにより、液切りローラの回転性能を高い水準で維持し、かつシートと液切りローラの接触圧力バラツキを±５％以下にする。これにより、シート面全体にわたって、液切りロールの接触状態が均等となり、液切りムラが極小になることが保証される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層とその内側に該表層より剛性の高い内層とからなる外筒を備えた液切りローラを、搬送中のシートに圧接しながらシート面の液切りを行うシートの処理方法であって、該シートと該液切りローラとの接触圧力のローラ回転軸方向におけるバラツキを平均値の±５％以下となるように圧接しながら液切りすることを特徴とするシートの処理方法。
【請求項２】
シートの幅方向の単位長さあたりの搬送張力を２０Ｎ／ｍ〜６００Ｎ／ｍの範囲内とし、該シートと液切りローラとの接触圧力を０．９８１ｋＰａ〜４．９０５ｋＰａの範囲内とすることを特徴とする請求項１記載のシートの処理方法。
【請求項３】
液切りローラとシートの接触境界と液切りローラの中心を結んだ抱き角を１０°〜６０°の範囲になるようにして、該液切りローラを該シートに圧接しながら液切りすることを特徴とする請求項１または２記載のシートの処理方法。
【請求項４】
表層と該表層より剛性の高い内層とからなる外筒と回転軸と該回転軸に結合し該外筒を支持する軸受けとを備えた液切りローラであって、剛性壁面に該外筒をローラ回転軸方向に対し単位長さあたり１３０Ｎ／ｍの接触力で回転軸の軸方向と垂直方向に均一に圧接したときに、下記の関係式を満たすように構成されてなることを特徴とする液切りローラ。
ｘ＜１／１０００×Ｌ、ｙ＜１／１０００×Ｌ
（ｘ：外筒の最大たわみ量  ｙ：回転軸の最大たわみ量  Ｌ：外筒長さ）
【請求項５】
表層が吸水性を有する発泡体を主体としてなり、内層は金属または樹脂を主体としてなるものであって、該表層の厚さｔと外筒の長さＬが、下記の関係式を満たすように構成されてなることを特徴とする請求項４記載の液切りローラ。
ｔ＞３／１０００×Ｌ
【請求項６】
発泡体が、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンおよびポリウレタンから選ばれた少なくとも一つ材質からなることを特徴とする請求項５記載の液切りローラ。
【請求項７】
表層のアスカーＣ型硬度計で測定したときの硬度がＡＳＫＥＲＣ １０〜３０であることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の液切りローラ。
【請求項８】
液切りローラとシートの接触境界と該液切りローラの中心を結んだ抱き角を、１０°〜６０°の範囲で調整できる機構を有することを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の液切りローラ。
【請求項９】
シートを表面処理する処理槽に、請求項４〜８のいずれかに記載の液切りローラを備えてなることを特徴とするシートの処理装置。
【請求項１０】
処理槽がめっき浴槽であることを特徴とする請求項９記載のシートの処理装置。
【請求項１１】
導電面を有するシートを搬送しながら、該シートの導電面を陰極ロールに接触させ、その前または／および後に配置されためっき浴槽にて該シートの導電面にめっき被膜を形成する湿式めっき装置において、該めっき浴槽中のめっき液面と該陰極ロールとの間に、請求項４〜８のいずれかに記載の液切りローラを設置してなること特徴とするめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートに付着した液体を除去するシートの処理方法、液切りローラ、およびシートの処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シートを搬送しながらエッチング、洗浄あるいはめっき等を行う工程において、シートの表層に付着した液体を除去する手段として、ローラ状の吸収体を接触させるいわゆる液切りローラや、風圧により液体を吹き飛ばすエアーブローが利用されている。
【０００３】
従来の液切りローラは、吸水性を有する発泡性樹脂を表層部に備えるローラを液切りローラとし、図１に示すようにシート１の片側に、この液切りローラ２を押圧して液切りを行うものや、図２に示すようにシート１の両面を液切りローラ２で挟み込んで液切りを行うものであった。ここで、液切りローラの液切り性能を向上させるために、従来は、液切りローラの表面に円周溝を形成することにより、適度に液体の排出路を確保し、液切り性能を向上させている（特許文献１参照。）。また、液切り部と非液切り部を備えた液切りローラを、液切り部が一部重複する様に複数配置することにより、シートの幅方向への適度な逃げの確保と重複箇所による入念な液切り性能に加え、特に薄物のシートにおいての液残り・角折れ回避性を向上させたものも提案されている（特許文献２参照。）。
【０００４】
また、液体を吹き飛ばすエアーブローに関しては、ワークの両側に移動可能なエアーノズルを設置することにより、ワークの形状に係わらず効率の良い液切りが行えるものが提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−９２７７９公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−６６０５７公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平５−２８７５９９公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の液切りローラにおいては、シートの幅方向に対して均等な液切り性能を発揮させることが困難であり、液切り状態にムラが発生しやすい懸念があった。例えば、前記の液切りローラは、液切りローラの配置を多段化し、複数回重ね拭きして液切りムラを解消したり、ローラ表層部形状を水はけの良い形状に工夫をし、液の拭き残りを抑制するものであった。これら従来の液切りローラは、常に液切りローラがシートに均等に接触していることが前提であるが、実際にはシートとローラ外筒が接触すれば、シートの張力により液切りローラは軸方向に垂直方向な力が加わり、外筒と回転軸が変形する。外筒が変形すると、シートと外筒の接触圧力にムラが発生し、シートの幅方向での液切りムラが発生する。回転軸が変形すると、外筒を支えている軸受けの芯がずれる為、外筒の摺動抵抗が大きくなり回転ムラが発生する。これによりシートの長手方向に液切りムラが発生する。
【０００９】
また、エアーノズル型の液切り装置においては、対象となる液体が、例えば、めっき液のように金属イオンを含む場合、エアーにより乾燥したフィルム等のシート表層部に金属成分が結晶化し、シミを発生させ、表面欠点の原因となる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、以上の問題点に鑑み、シートの液切りを行うにあたり、シートにシミを発生させない液切りローラを用いた液切り手段であり、かつシートの幅方向に液切りローラが均等な接触圧力で接触することにより、液切りムラの発生しないシートの処理方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記シートの処理方法に用いられる液切りローラと、その処理方法を実現するためのシートの処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のシートの処理方法は、表層とその内側に該表層より剛性の高い内層とからなる外筒を備えた液切りローラを、搬送中のシートに圧接しながらシート面の液切りを行うシートの処理方法であって、該シートと該液切りローラとの接触圧力のローラ回転軸方向におけるバラツキを平均値の±５％以下となるように圧接しながら液切りすることを特徴とするシートの処理方法である。本発明のシートの処理方法では、前記シートの幅方向の単位長さあたりの搬送張力を２０Ｎ／ｍ〜６００Ｎ／ｍの範囲内とし、該シートとローラとの接触圧力を０．９８１ｋＰａ〜４．９０５ｋＰａの範囲内とすることが好ましい。また、液切りローラとシートの接触境界と液切りローラの中心を結んだ抱き角を１０°〜６０°の範囲になるようにして、液切りローラをシートに圧接しながら液切りすることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の液切りローラは、表層と該表層よりも剛性の高い内層とからなる外筒と回転軸と該回転軸に結合し該外筒を支持する軸受けとを備えた液切りローラであって、剛性壁面に該液切りローラの外筒をローラ回転軸方向に対し単位長さあたり１３０Ｎ／ｍの接触力で回転軸の軸方向と垂直方向に均一に圧接したときに、下記の関係式を満たすように構成されてなることを特徴とする液切りローラである。
【００１４】
ｘ＜１／１０００×Ｌ  、ｙ＜１／１０００×Ｌ
ｘ：外筒の最大たわみ量  ｙ：回転軸の最大たわみ量  Ｌ：外筒長さ
本発明の液切りローラにおいては、更に次の好ましい態様を包含している。
(a) 前記液切りローラの表層が吸水性を有する発泡体を主体としてなり、前記外筒は金属または樹脂を主体としてなるものであって、該表層の厚さｔと該外筒の長さＬが、下記の関係式を満たすように構成されてなること。
【００１５】
ｔ＞３／１０００×Ｌ
(b) 前記発泡体が連続気泡構造であり、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、    ポリエチレンおよびポリウレタンから選ばれた少なくとも一つの材質からな    ること。
(c) 前記液切りローラ表層のアスカーＣ型硬度計で測定したときの硬度がＡＳＫＥＲ Ｃ １０〜３０であること。
(d) 前記液切りローラと前記シートの接触境界とローラの中心を結んだ抱き角を、    １０〜６０°の範囲で調整できる機構を有すること。
【００１６】
さらに、本発明のシートの処理装置は、酸性の薬液等を用いてシートを表面処理する処理槽に、前述した液切りローラを備えてなることを特徴とするシートの処理装置であり、その態様としては、処理槽としてめっき浴槽を備えた湿式めっき装置が挙げられる。そして、湿式めっき装置としては、導電面を有する前記シートを搬送しながら、該シートの導電面を陰極ロールに接触させ、その前または／および後に配置されためっき浴槽にて該シートの導電面にめっき被膜を形成する湿式めっき装置において、該めっき浴槽中のめっき液面と該陰極ロールとの間に、前述した液切りローラを設置してなる湿式めっき装置が挙げられる。このように本発明の特徴ある液切りローラ用いて、シート上のめっき液をムラなく除去し、陰極ロールへのめっき液の持ち込みを抑止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の液切りローラは、ローラの基本構成が回転軸と外筒からなり、該外筒は内層と表層の２層からなる。ここで、内層は剛性の高い金属であればどのような材質でも問題ないが、樹脂を用いる場合は、好適には縦弾性係数が３．５ＧＰａ以上の材質の樹脂を用いることにより、外筒のたわみを抑制することができる。  なお、本発明において、剛性とは、「変形しにくさ」を意味する言葉とし、程度は縦弾性係数で表すものとする。
【００１８】
表層には、アスカーＣ型硬度計（日本ゴム協会標準規格：ＳＲＩＳ）での測定硬度が好ましくはＡＳＫＥＲ Ｃ １０〜３０の吸水性を有する発泡樹脂を用いることにより、外筒に発生するたわみが、外筒の表層とシートの接触圧力に与える影響を緩和し抑制する。
【００１９】
次に、本発明の液切りローラについて、図面に示す実施例を参照して説明する。図３〜６は、本発明の１実施態様に係る液切りローラを例示する概略断面図であり、図７と８は、本発明の１実施態様に係る液切りローラのたわみ測定手段を説明するための概略斜視図であり、図９は、本発明の１実施態様に係る液切りローラの接触圧力バラツキ測定手段を説明するための概略斜視図であり、図１０は、本発明の１実施態様に係る液切りローラとシートの抱き角を説明するための概略側面図であり、そして図１１は、本発明の１実施態様に係るシートの処理方法を説明するためのユニット構成図であり、図１２は、本発明の１実施態様に係る湿式めっき装置を用いたシートの処理方法を説明するための概略断面図である。
【００２０】
まず、図３の液切りローラにおいて、外筒５は表層３と内層４で構成されており、この外筒５の内部に軸芯を合わせるように回転軸６が設けられており、この回転軸６に結合して外筒５を支持するように軸受け７が固定されている。ここで、表層３は、吸水性を有しかつ耐薬品性が高い好適には連続気泡の発泡体であることが好ましい。発泡体としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンおよびポリウレタン等の樹脂素材からなる発泡体が挙げられる。特にポリビニルアルコール発泡体であるＰＶＡスポンジや、ポリ塩化ビニル発泡体であるＰＶＣスポンジ等は、耐薬品性の高い連続気泡の発泡体として汎用しており、入手し易いため、特に好適である。更に、除去する液体が酸性の液体であるならば、表層３は、耐酸性が最も高いポリビニルアルコールからなる発泡体が最も好ましい。
【００２１】
耐薬品性に関しては、様々な判定方法があるが、主に使用対象薬品に使用対象発泡体を一定時間浸漬し、浸食状態を観察する手法が取られている。更に浸食状態により、下記する４段階に区分されることが一般的である。
◎ほとんど異常がない
Ｏ使用に耐える
△ むずかしいが条件によって可
×使用に適さない
液切りローラへの適用に関しては、浸漬期間を１０日、室温２５℃としたとき、◎もしくは○の材質の使用が好ましい。
【００２２】
また、表層３の吸水性に関しては様々な測定尺度があるが、含溶剤率で表す手法が用いられる。ここで含溶剤率は、
［（（浸漬後の重量）−（乾燥時の重量））／（乾燥時の重量）］×１００（％）で表され、水での含溶剤率が、２００％以上であることが好ましい。
【００２３】
また、表層３の硬度は、低い方がシート１に優しく、グリップ力も高くなるためスリップが発生し難く好ましいが、低すぎると耐久性が悪くなる傾向があり実用的ではない。逆に硬度が高すぎると、耐久力は高いが表層が乾燥状態になったときにシート１に傷を付けてしまう可能性が高い上、グリップ力も劣るため、スリップも発生し易くなる。これらを考慮した上での適正な硬度としては、アスカーＣ型硬度計を用いて測定したときの硬度（値）がＡＳＫＥＲ Ｃ １０〜３０であることが好ましく、更に目安としては、シート１の材質が鋼板などの金属の場合は、表層３の硬度がＡＳＫＥＲ Ｃ ２０〜３０であり、シート１の材質がフィルム等の樹脂である場合は、表層３の硬度がＡＳＫＥＲ Ｃ １０〜２０であり、シート１の材質がフィルムの中でも厚さが５μｍ以下の薄物の場合は、表層３の硬度がＡＳＫＥＲ Ｃ １０〜１５程度にすることが好ましい。但し、この硬度は、後述するシート１と液切りローラ２の巻き付け角や、使用条件であるシート１の搬送張力、必要とする液切り状態の度合い等により最適硬度は変化するため、上記範囲はあくまでも目安であり、それらの条件を適宜選択する必要がある。
【００２４】
ここで、表層３の厚みは、加工寸法安定性から、外筒５長さに対して０．３％を超える厚みにすることが好ましい。具体的には、表層３の厚さｔと外筒５長さＬが、以下の関係式を満たすように構成することが好ましい。
【００２５】
ｔ＞３／１０００×Ｌ
例えば、外筒長さＬが５００ｍｍの液切りローラであるならば、表層３の厚さｔは上記式では１．５ｍｍを超える値となる。この値は、現実的に製作可能な厚さで且つ実用的な吸水量が得られる最小厚みの目安である。従って、特に必要吸水量が多い環境や搬送張力が高い環境で使用する場合においては、ｔを大きく厚くすることがより好ましい。一般には、表層３の厚さは、薄すぎても厚すぎても寸法安定性や加工性が悪い為、１０〜３０ｍｍ程度のものが使われる。また、外筒長さＬは、通常４００〜８００ｍｍ程度のものが使われる。
【００２６】
更に、シート１との接触圧力による変形後の表層厚みｔ’は、小さくなりすぎると、表層３が絞られる状態となり吸水性が著しく低下するため、ｔ’＞１／２ｔ（ｔは変形前の厚み）の範囲で使用することが好ましい。
【００２７】
また、接触面積は抱き角と変形後の表層３の直径から簡便に求めらるため、押しつけ力と接触面積の関係から接触圧力を算出し、この接触圧力が０．９８１ｋＰａ〜４．９０５ｋＰａになるように液切りローラ２を設置することが好ましく、シート１とのグリップ力と表層３の耐久性を両立できる１．９６２ｋＰａ〜２．９４３ｋＰａの範囲で使用することが、より好ましい。
【００２８】
また、外筒５を構成する内層４は、表層３の内側に位置しており、好ましくは縦弾性係数が３．５ＧＰａ以上の金属もしくは樹脂で構成されている。内層４が金属の場合、金属は剛性が高く、縦弾性係数も一般的には５０ＧＰａ以上であるため、どのような材質でも問題ないが、特に耐食性の高いステンレスやチタンが好ましく用いられ、通常厚さは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度のものが使われる。また、内層４が樹脂の場合、縦弾性係数が３．５ＧＰａ以上であればどのような樹脂でも良いが、耐薬品性に優れた硬質塩化ビニル、ポリウレタンまたはポリエーテルエーテルケトンのいずれかであることがより好ましく、通常厚さは、３ｍｍ〜６ｍｍ程度のものが使われる。
【００２９】
本発明の液切りローラを構成する回転軸６は、剛性が高く加工精度も高い金属であることが好ましく、具体的には縦弾性係数が２００ＧＰａ以上の金属を用いることが、たわみを抑える設計を行う上で好ましい。更には耐食性と加工性の両方が優れたステンレスであることがより好ましい。
【００３０】
また、軸受け７は、滑りタイプと転がりタイプのどちらでも良いが、環境面や荷重面で問題が無いならば、摺動抵抗が小さい転がりタイプを用いることが好ましく、腐食性のミスト等にさらされる雰囲気の場合は、耐薬品性の高いセラミック製であることがより好ましい。
【００３１】
液切りローラ２の構成は、外筒５の内側に軸芯を合わせて回転軸６を配置し、この回転軸６に結合して外筒５を支えるように軸受け７が固定されている。ここで、外筒５の厚みと形状、回転軸６の軸径と形状、軸受け７の個数と配置パターンは無数に存在するが、外筒５にシート１からの張力がかかったときに、回転軸６と外筒５のたわみ量が共に外筒長さＬに対して０．１％未満となる設計であるならば、どのようなものでも良い。具体的に、本発明の液切りローラ２は、剛性壁面に液切りローラ２の外筒５にローラ回転軸方向に対し単位長さあたり１３０Ｎ／ｍの接触力で回転軸の軸方向と垂直方向に均一に圧接したときに、好ましくは下記の関係式を満たすように構成されてなる液切りローラである。
【００３２】
ｘ＜１／１０００×Ｌ  、ｙ＜１／１０００×Ｌ
ｘ：外筒の最大たわみ量  ｙ：回転軸の最大たわみ量  Ｌ：外筒長さ
なお、軸受け７の個数は、摺動抵抗を考慮すると少ない程良く、好ましくは２個〜４個であり、２個であることが最も好ましい。
【００３３】
液切りローラ２において実際のたわみ量の測定は、回転軸６と外筒５について個別に測定することができる。まず、回転軸６のたわみ量は、図７に示すように、回転軸６に軸受け７のみを装着した状態で、回転軸６の両端の支持部を支持し、回転軸６の長手方向と垂直方向にダイヤルゲージ８を接触・設置する。ここで、ダイヤルゲージ８は、回転軸６の長手方向に平行にガイド１４等で移動可能とすることが好ましい。
【００３４】
次に、回転軸６の長手方向と平行で、回転軸６を対象軸としてダイヤルゲージ８と反対の位置に壁面９を設け、この壁面９を回転軸６の長手方向に対し垂直方向にガイド１４等で移動可能なように設置し、壁面９を軸受け７に押し当てる。具体的に、壁面９を軸受け７に、外筒５のローラ回転軸方向に対し単位長さあたり１３０Ｎ／ｍの接触力に相当する力で軸受け７の回転軸方向と垂直方向に均一に圧接する。ここで、回転軸６の両端の支持部に荷重測定器１０、１０を取り付けておき、押しつけ力とダイヤルゲージ測定値の相関が取れるようにする。まず、液切りローラを使用する際に発生する負荷と同等の負荷を与えた状態で、ダイヤルゲージ８により回転軸６のたわみ量を測定する。次に、ダイヤルゲージ８を回転軸６の長手方向に移動させることによって、回転軸６の長手方向の任意の位置のたわみ量を測定する。以上により、押しつけ力と回転軸６のたわみ量の関係を明確にすることができる。なお、荷重測定器１０、１０は、ばね式と歪みゲージ式のどちらの方式でも良いが、精度が高い歪みゲージ式がより好ましい。
【００３５】
次に、外筒５のたわみ量測定は、図８に示すように、前記回転軸６のたわみ測定手段と同じ構成を用いて、回転軸６に外筒５を装着する。但し、外筒５は内層４のみの構成とし、壁面９とダイヤルゲージ８は内層４と接触するように配置する。これにより、ダイヤルゲージ８と外筒５の接触部が変形することによる測定誤差が発生するのを防止することができる。
【００３６】
すなわち、回転軸６より内層４の径が大きい分だけ、内層４の長手方向に対し垂直方向に壁面９を移動して設置する。更に、壁面９と内層４の間に硬度が５０〜６０Ｈｓ ＪＳ Ａ（規格：旧ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１）のゴム材１１を挟んで荷重を加える。このゴム材１１の形状は、板状であり、幅は内層４の外径の１／２〜１／３程度、厚みは外筒サイズに関係なく５〜１０ｍｍ程度、長さは外筒長さと同じであることが好ましい。ゴム材１１の材質は、どのようなものでも良いが、耐久性が高く、長期使用時にもへたりにくい天然ゴム系のゴム材を用いることが好ましい。この状態において、壁面９をゴム材１１を介して内層４にローラ回転軸方向に対し単位長さあたり１３０Ｎ／ｍの接触力で押圧し、液切りローラ２を使用する際に発生する負荷と同等の負荷を与えた状態で、ダイヤルゲージ８により内層４の変位量を測定する。更に、ダイヤルゲージ８を内層４の長手方向に移動させながら、内層４の長手方向に対し、任意の位置の変位を測定する。ここで、前述した回転軸６のたわみ量との差を計算することで、押しつけ力と内層４（すなわち外筒５）のたわみ量の関係を明確にすることができる。
【００３７】
本発明において、回転軸６と外筒５は、好適には少なくとも２個以上の軸受けにより支えられ、外筒５がシート１から力を受けると、外筒５と回転軸６が共に変形する。
【００３８】
ここで、上記図４に示すように軸受け間距離が小さい場合は、外筒５の全長に渡ってシート１から、例えば、下方向に力を受けた際、受けた力は軸受け６を介して回転軸の中央付近に集中し、回転軸６のたわみ量が大きくなる。これにより、摺動抵抗が大きくなり、回転ムラの発生から液切り性能が低下してしまう。逆に、図５に示すように軸受け間距離が大きい場合は、外筒５の全長に渡ってシート１から力を受けた際、外筒５のたわみ量は中央部が最大となるため、シート１と外筒５の接圧が軸方向で著しく不均一となる。
【００３９】
従って、図６に示すように、外筒５がシートから力を受けた際の外筒５と回転軸６のそれぞれのたわみ量が共に小さくなる軸受け配置とし、更に、外筒５と回転軸６のたわみ量が外筒長さの０．１％以下になる設計を行うことで、シート１と外筒５の接触圧力のバラツキの最小化と回転ムラの最小化を両立し、液切り性能を向上させることができる。
【００４０】
本発明では、シートと１液切りローラ２との接触圧力のローラ回転軸方向におけるバラツキを平均値の±５％以下となるように圧接しながら液切りする。この接触圧力のバラツキの測定手段は、図９に示すように、複数の荷重測定器群１２を液切りローラ２の長手方向に対し平行且つ同一面に配置する。ここで、加重測定器群１２の荷重測定器１３はどのようなものでも良いが、サイズが小さく接触による変形が殆どない小型のロードセルを用いることが好ましい。なお、ここでは液切りローラ２の外筒５に表層３を設けてあり、回転軸６の両端支持部には荷重測定器１０、１０が設けられている。まず、液切りローラ２を荷重測定器群１２に接触させ、液切りローラ２にローラ回転軸方向に対し単位長さあたり１３０Ｎ／ｍの接触力まで荷重を加える。この状態で、荷重測定器群１２の測定値を読みとることで、液切りローラ２と荷重測定器群１２の接触圧力のバラツキがわかる。ここで、加重測定器群１２の液切りローラ接触部形状は容易に採寸可能であるため、単位面積当たりの加重、すなわち接触圧力を求めることができる。荷重測定器群１２は、液切りローラ２の軸方向と同一方向に並んでいるため、以上の手順で液切りローラ２の接触圧力バラツキを把握することができる。この圧力の最大値・最小値が、平均値に対して±５％以上のバラツキがある場合は、表層３の厚みや硬度を増減することにより、バラツキが±５％以下になるように調整する。
【００４１】
図１０は、液切りローラ２にシート１が巻きかけられている状態を示す概略側面図であり、シート１と液切りローラ２の接触境界点ａ、ｂと液切りローラ２の中心点ｃを結んだ中心角度をαとし、これを抱き角と呼ぶ。ここで、抱き角αの値は、１０°〜６０°の範囲とすることが好ましく、表層３とシート１の摩擦力不足によるスリップ発生を抑制するため、６０°に近い程好ましい。抱き角は、より好ましくは４５°〜６０°である。
【００４２】
本発明では、抱き角を上記のように１０°〜６０°の範囲で調整できるように、液切りローラ２をシート１へ押しつける方向へ移動可能な機構を有することが好ましい。具体的な機構としては、スライド式のガイドを用いる方式やリンク機構を用いる方式等があるが、押し込み量を把握し易いスライドガイド方式がより好ましい。
【００４３】
次に、本発明による液切りローラ２を用いてのシートの処理方法を、図１１に基づいて説明する。
【００４４】
図１１に示したように、液切りローラ２を、搬送中のシート１に対し平行に接触するように配置する。ここで、液切りローラ２の回転軸６両端支持部は、加重測定器１０、１０を介して移動量調整機構１５に固定されており、モーター１７より駆動力を得てガイド１４上を摺動し、液切りローラ２をシート１に押圧する機構となっている。まず、液切りローラ２はガイド１４に沿って移動し、シート１に対して平行な状態で押圧される。押圧量は、加重測定器１０、１０の値を読みとりながら移動量調整機構１５を用いて調整し決定する。ここでガイド１４は、ボール式のスライドガイド、リニアガイドあるいは滑り式のブッシュ等どのようなものでも良いが、偏芯荷重に強く、剛性の高いボール式のスライドガイドを用いることが好ましく、更に回転を抑止するために２本以上を並列して設置することがより好ましい。移動量調整機構１５は、移動量が微調整できる方式が好ましく、ボールネジ、ラック＆ピニオンあるいはプーリ＆ベルト方式等どのような方式でも良いが、移動精度の高いボールネジを用いることがより好ましい。
【００４５】
また、本発明のシート処理装置におていは、液切りローラ２の移動量を測定するためのスケール１６を設けていることが好ましく、移動量調整時は、このスケール１６を用いて表層３の凹み量を把握しながら、液切りローラ２の移動量調整機構１５を用いて押しつけ量を調整する。ここで、スケール１６は、非接触式レーザ測長器、エンコーダあるいは金尺等どのようなものでも良いが、機構に関係なく駆動部に直接取り付けることができ、低コストなエンコーダを用いることが好ましい。また、液切りローラ２の移動量は、液切りローラ２の表層３の厚みｔと、押圧・変形後の表層厚みｔ’との関係が ｔ’＞１／２ｔの範囲とすることが好ましい。発泡体においては、変形後厚みｔ’が小さくなる程、発泡樹脂が圧縮される為、吸水性能が低下する。特に、前記した硬度範囲で製作した発泡体においては、変形後厚みｔ’が１／２ｔ以下になると、吸水性能は著しく低下する。従って、変形後厚みｔ’は大きい程好ましい。
【００４６】
また、液切りローラ２を適用するシート１の適正な搬送張力としては、搬送張力がシートの幅方向に対して単位長さあたり２０Ｎ／ｍ未満である場合、抱き角を６０°、硬度をＡＳＫＥＲ Ｃ １０としても、グリップ力が十分では無い上に、実際の搬送では必ず経時的に張力変動が発生するため、スリップが発生する率が非常に高く、液切りローラ２の軸に対して垂直方向への液切り性能が低下する恐れがある。また、搬送張力がシートの幅方向に対して単位長さあたり６００Ｎ／ｍを超える場合は、硬度をＡＳＫＥＲ Ｃ ３０としても、ｔ’＞１／２ｔを維持しながら抱き角が１０°以上になるまで液切りローラ２をシート１に押し込むことが困難であり、抱き角不足によるスリップが発生する可能性が高く、液切りローラ２の軸に対して垂直方向への液切り性能が低下する恐れがある。従って、搬送張力はシートの幅方向に対して単位長さあたり２０〜６００Ｎ／ｍの範囲とすることが好ましい。
【００４７】
次に、本発明の液切りローラ２を装備したシートの処理装置について説明する。  シート１に表面処理を施す装置の処理槽、例えば、水洗処理槽、防錆処理槽あるいはめっき槽等において、処理槽の前後のうち片方もしくは双方に、液切りローラ２を設置する。ここで、液切りローラ２を処理槽後に配置する場合は、処理液からシート１が出た直後に液切りローラ２を配置することが好ましく、液面と液切りローラ２の間に他のローラが介在しないことが好ましい。
【００４８】
また、液切りローラ２を処理槽前に配置する場合は、２以上複数の処理槽を用いる場合であり、第２番目以降の処理槽の前に配置される。すなわち、主に第２番目以降の処理槽内に持ち込むことが好まれない液体がシート１に付着している場合が多いため、液切りローラ２の配置は処理液面から遠い方が好ましく、除去した液体が処理槽内に漏洩しない位置へ設置すること、もしくは処理槽内へ液体が漏洩しないように受け皿を設置することがより好ましい。
【００４９】
次に、本発明の液切りローラ２を装備した湿式めっき装置について、図１２を用いて説明する。湿式めっき装置は、めっき液１８が入った液槽１９と、このめっき液１８の中へシート１を導くように配置された搬送ローラ２０と、この搬送ローラ２０の中でシート１の導電面に接する少なくとも１本を陰極とした陰極ローラ２１と、めっき液１８内に陽極２２が設置されている。
【００５０】
この構成により、本来めっきはめっき液の中で行われるが、もしシートと陰極ローラー間に過剰なめっき液が存在した場合は、陰極ローラ上にめっきが施されてしまい、陰極ローラ表層に凹凸が発生し、品質に悪影響を与える。逆に、シートと陰極ローラが共に乾燥状態である場合は、張力状態によってシートの搬送に悪影響を与える。張力が低い場合は、滑りが発生し易くなりシートに摺り傷を与えることが懸念され、張力が高い場合は、ローラ上でフィルムが滑らずシート面内の張力ムラによりシワを発生させてしまう。従って、めっき液から出たシートは、早い時期に濡れ状態を調整できることが好ましい。そこで、液切りローラ２が、めっき液面と搬送ローラ２０の間に配置されており、めっき液１８から出た後に複数本の搬送ローラがある場合であっても、最初に触れるローラが液切りローラ２である配置が最も好ましい。また、液槽の上で液切りを行う配置とすることが好ましく、液槽の外側で液切りを行う配置の場合は、液切りローラ２の下に受け皿を設けることが好ましい。更に、液槽が複数並び、連続しためっきを行う装置である場合は、液槽毎に１本以上の液切りローラ２を設けることが好ましい。  本発明によるシートの処理は、めっき処理、防錆処理、ソフトエッチングおよび洗浄処理等に好ましく適用される。
【００５１】
【実施例】
（実施例１）
本発明の液切りローラの回転軸と外筒のたわみ量を満たす為の設計手順の一例を示す。本実施例は、既存の設備への液切りローラ設置であった為、設置スペースが限られており、必然的に、外筒内層は外径が５０ｍｍ、長さ５００ｍｍ、回転軸は外径２０ｍｍ、長さ８００ｍｍが固定パラメータであった。肉厚と材質については、外筒に関しては、薄く軽い方が回転性能が高い為、内径４９ｍｍの硬質ポリ塩化ビニルパイプ（縦弾性係数：３．５ＧＰａ）を選定した。回転軸には、自重によるたわみを抑制する意味で薄い程良いが、高い剛性が必要である為、内径１９ｍｍ、長さ８００ｍｍのステンレスパイプ（縦弾性係数：２０１ＧＰａ）を選定した。次に軸受けは、最も一般的な単列深溝玉軸受とし、呼び番号６２０４（内径２０ｍｍ、外径４７ｍｍ、幅１４ｍｍ）を選定した。但し、この状態で液切りローラを構成すると、軸受け外層と外筒の内層には１ｍｍの隙間が空く為、スペーサーを用いた。この液切りローラとポリ塩化ビニルパイプとステンレスパイプを接続し、液切りローラを構成した。なお、液切りローラの支持は、回転軸の両端を５ｍｍずつ把持する構造とする。
【００５２】
以上の条件の下で、外筒の単位長さあたりの接触力を１３０Ｎ／ｍとして剛性壁面に押しつけた際の、軸受け間距離の違いによる回転軸と外筒のたわみ変化量を応力解析ソフトにより求め、適正値を求めた。
【００５３】
その結果の一部を以下に示す。
【００５４】
(1) 軸受け間距離：４７２ｍｍ    回転軸たわみ量：０．２９２ｍｍ、
外筒たわみ量：０．５９３ｍｍ
(2) 軸受け間距離：５０ｍｍ    回転軸たわみ量：０．５４２ｍｍ、
外筒たわみ量：０．６０３ｍｍ
(3) 軸受け間距離：１００ｍｍ    回転軸たわみ量：０．４４３ｍｍ、
外筒たわみ量：０．１４２ｍｍ
なお、本実施例における外筒と回転軸の好ましいたわみ量範囲は、
ｘ＜１／１０００×Ｌ、ｙ＜１／１０００×Ｌ
（ｘ：外筒の最大たわみ量  ｙ：回転軸の最大たわみ量  Ｌ：外筒長さ）
から、計算すると０．５ｍｍ未満である。
【００５５】
結果(1)は、外筒の両端に軸受けを配置する、ポピュラーな構成であるが、これでは外筒のたわみ量が上記の式の範囲を超えてしまう。逆に、結果(2)のように軸受け間距離を近づけすぎると回転軸のたわみ量までが好ましい範囲を超えてしまう。このように、軸受け間距離を仮定し、解析を行うことを繰り返すことにより、結果(3)のように、外筒と回転軸のたわみ量が共に好ましい範囲内に収まる軸受け間距離を求めることができた。以上により、外筒並びに回転軸の形状、サイズ、材質、使用軸受け個数、軸受け間距離等、ローラの基本仕様を決定することができた。
【００５６】
（実施例２）
シートの表面に銅めっきを施す湿式めっき装置に、本発明の液切りローラを用いた。このめっき装置は、めっき液槽が全部で２０槽あり、各めっき液槽は、それぞれ１本の陰極ローラ（材質：ＳＵＳ３１６）、１本の液中ローラ（材質：ポリプロピレン）、１本の搬送ローラ（材質：ＳＵＳ３１６）および１つの陽極を備えている。この陽極は、ボール状の銅をチタン製のバスケットに複数収納したものである。また、上記の各ローラには、最大２条のシートを巻き掛けることが可能となっている。めっき液の物性は、硫酸銅２００ｇ／リットル、硫酸５０ｇ／リットル、金属銅５０ｇ／リットル、光沢剤２ミリリットル／リットル、塩素６０ｍｇ／リットル、温度３０℃とした。
【００５７】
ここで用いた液切りローラは次のとおりの仕様である。まず、液切りローラの回転軸に、外径２０ｍｍ−内径１６ｍｍのＳＵＳ３１６パイプ（縦弾性係数：２０１ＧＰａ）を使用し、外筒として、内層には外径３８ｍｍ−内径３１ｍｍの硬質ポリ塩化ビニルパイプ（縦弾性係数：３．５ＧＰａ）を使用し、表層部には硬度２０°の発泡ポリ塩化ビニルを５ｍｍの厚みで設け、軸受けにはポリ四ふっ化エチレン製の滑り軸受けを使用した。
【００５８】
ここで、外筒の加工として、上記ポリ塩化ビニルパイプに、吸水ローラー加工（商品名ＩＣローラー）を施すことにより、上記仕様の発泡ポリ塩化ビニルの表層を設けた。そして、長さ１４８０ｍｍの回転軸に、長さ６００ｍｍのこの外筒を２本取り付けて２条搬送への対応も可能とした上で、外筒１本に対しそれぞれ２個の軸受けを１４０ｍｍの間隔で取り付けた。なお、回転軸にローラ回転軸方向に対し単位長さあたり１３０Ｎ／ｍの接触力を与えたときの回転軸の最大たわみ量は、１．１ｍｍであり、内層の最大たわみ量は０．３８ｍｍであった。この構成において、接触圧力のバラツキを測定した結果、接触圧力の測定値は２．０８３〜２．２２５Ｎ／ｃｍ2であり、その平均圧力は２．１６７Ｎ／ｃｍ2であった。すなわち、接触圧力のバラツキは±４％未満であった。
【００５９】
処理槽は、湿式めっき装置であり、めっき液は濃度６０％の濃硫酸、陰極ローラの材質にはＳＵＳ３１６、陽極には銅を用い、全２０槽のめっき槽にてテストを行った。シートは、幅５２０ｍｍ厚さ２５ミクロンのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）社製、商品名「カプトンＥＮ」）の片面に銅のスパッタ膜を形成し、導電性を有するシートを用いた。搬送張力はシートの幅方向に対し単位長さあたり６０Ｎ／ｍとし、液切りローラの押さえ力は２０Ｎとした。このときの液切りローラ使用本数は１本／液槽（計２０本）、押し込み量は１０ｍｍであり、表層の凹み量は１．５ｍｍ、ポリイミドフィルムとの抱き角は、約３０°であった。この状態において、液切りを行った結果、液切りは均等に行われていた。ここで、液切りムラを定量的に把握するために、液切り後のポリイミドフィルム１ｍを走行方向に対し４当分にスリットし、それぞれの重さを測定したところ、５．８３ｇ、５．８１ｇ、５．８４ｇ、５．８８ｇであった。乾燥後のフィルムは、全て４．５５ｇであったため、これらの差より水分量を算出すると、１．２８ｇ、１．２６ｇ、１．２９ｇ、１．３３ｇであり、平均値は１．２９ｇであった。従って、平均値からのバラツキは約３％と非常に小さく、液切りムラは非常に小さく、水分をポリイミドフィルム面から均一に除去することができた。この効果により、陰極ローラにめっきが施されることが無く、更にポリイミドフィルムの搬送ジワ・擦り傷も発生せず、ポリイミドフィルムへ良好なめっきを施すことができた。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、液切りローラでは、シートに付着した液体をシート面から均一に除去することができるため、液切り後に施されるシートへの処理ムラが飛躍的に低減される。すなわち、シートの処理装置等において、シート表層部に付着している液体を面全域にわたってムラなく拭き取ることができ、特に、液切りロールの変形時において液切り性能が保証される。更に、液切り後の搬送においても均等な濡れ状態を実現できるため、不規則に発生する部分的な乾燥を抑止することができ、表面品位が整ったシートを製造することが可能であり、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の１実施態様に係る液切りローラとシートの配置を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の他の１実施態様に係る液切りローラとシートの配置を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の１実施態様に係る液切りローラを例示する概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の１実施態様に係る液切りローラを例示する概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の１実施態様に係る液切りローラを例示する概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の１実施態様に係る液切りローラを例示する概略断面図である。
【図７】図７は、本発明の１実施態様に係る液切りローラのたわみ測定手段を説明するための概略斜視図である。
【図８】図８は、本発明の１実施態様に係る液切りローラのたわみ測定手段を説明するための概略斜視図である。
【図９】図９は、本発明の１実施態様に係る液切りローラの接触圧力バラツキ測定手段を説明するための概略斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の１実施態様に係る液切りローラとシートの抱き角を説明するための概略側面図である。
【図１１】図１１は、本発明の１実施態様に係るシートの処理方法を説明するためのユニット構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の１実施態様に係る湿式めっき装置のシートの処理方法を説明するための概略側面図である。
【符号の説明】
１：シート
２：液切りローラ
３：表層
４：内層
５：外筒
６：回転軸
７：軸受け
８：ダイヤルゲージ
９：壁面
１０：荷重測定器
１１：ゴム材
１２：荷重測定器群
１３：荷重測定器
１４：ガイド
１５：移動量調整機構
１６：スケール
１７：モーター
１８：めっき液
１９：液槽
２０：搬送ローラ
２１：陰極ローラ
【図１】
2004204324.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004204324.tif 000010
【図９】
2004204324.tif 000011
【図１０】
2004204324.tif 000012
【図１１】
2004204324.tif 000013
【図１２】
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