(57)【要約】  【課題】ウェブの製造装置においては、ウェブに発生するキズ、シワにより歩留まり低下や操業性悪化といった問題が発生する。  【解決手段】ローラ本体と、該ローラ本体の外周面を螺旋状に被覆する繊維構造体とを有することを特徴とするウェブ製造装置用ローラを提供する。また、前記ウェブ製造装置用ローラを用いたフィルム製造装置及び製造方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ本体と、該ローラ本体の外周面に螺旋状に被覆された伸縮性を有する帯状の繊維構造体とを有することを特徴とするウェブ製造装置用ローラ。
【請求項２】
繊維構造体が化学合成繊維で構成され、かつ帯状に溶融切断された繊維構造体であることを特徴とする請求項１に記載のウェブ搬送装置用ローラ。
【請求項３】
プラスチックフィルムの搬送経路の少なくとも１カ所以上に、請求項１または２に記載のウェブ製造装置用ローラを備えたことを特徴とするフィルムロールの製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置を用いた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】
ウェブ製造装置用ローラ、及びこれを用いたフィルムロールの製造装置、製造方法、フィルムロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブの製造装置に用いられる各種ローラにおいては、ウェブに発生するキズにより歩留まり低下や操業性悪化といった問題が発生する。この問題を解消すべく様々な技術が開発されている。
【０００３】
例えば、各搬送ローラ間のドロー比を適正に合わせ込んでローラ外周面とウェブとの相対滑りが生じないようにしてスリキズ防止を図る技術がよく用いられている。また、特許文献１に金属ローラにネル布を巻き付けて、フィルムを搬送する際のキズ発生を防止する技術が開示されている。
【０００４】
またローラ外周面に帯状物を螺旋状に被覆する技術に関しては、特許文献２にゴムやプラスチック帯材をローラ表面に螺旋状に巻き付けて、被覆材の交換を容易にする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−７１９１８号公報
【特許文献２】特開平３−２７２９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の技術では、品質要求の厳しい製品ではキズの問題を完全に解消できない。
【０００６】
キズには、搬送ローラとウェブとの間に噛み込まれた異物や硬い搬送ロール外周面の凹凸がウェブに転写されて発生する転写キズや、硬い搬送ローラ外周面とウェブが接触した状態で両者の間に相対的な滑りが生じ、噛み込まれた異物や硬い搬送ロール外周面の凹凸がウェブにキズをつけるスリキズなど、多様な形態がある。
【０００７】
噛み込まれた異物や搬送ロール外周面の凹凸に起因するキズについては、異物をウェブに接触しないように排除するか、凹凸を研磨して除去する必要があるが、品質要求の厳しい製品では微量の異物や微少な凹凸でも不良品となるため、これらに起因するキズを完全に防止することは困難である。
【０００８】
ウェブの搬送張力を小さくしウェブへの接触圧力を小さくすることも効果があるが、その場合は搬送ロールとウェブの摩擦力が小さくなるために、搬送時にウェブが蛇行したり、ウェブを所定の速度で搬送できない等の問題がある。
【０００９】
搬送ローラとウェブの相対的な滑りを生じないようにすることも効果があり、各搬送ローラ間のドロー比を調整する技術が広く用いられている。しかしローラ周速と搬送されるウェブの搬送速度との間に微量でもズレがあるとスリキズが発生し、これが品質要求の厳しい製品では不良品となるため、これらに起因するキズを完全に防止することは困難である。
【００１０】
また、ネル布により金属ローラ外周面を被覆してスリキズ防止を図る技術が特許文献１で開示されている。ネル布などの一般的な織物はタテ糸とヨコ糸を直角に配列して上下に交差させて平面の形にした構造であり、伸縮性及び柔軟性は糸自体の特性に依存するため高い伸縮性及び柔軟性を持たせることが難しく、キズを完全に解消するには至らない。
【００１１】
なお、ローラ外周面に帯状部材を螺旋状に被覆する技術については特許文献２で開示されているが、帯状部材の材質がゴムやプラスチックに限定されているうえに、被覆材の交換を容易にすることが目的であり、本発明の目的であるキズ防止とは目的が異なっている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の目的はキズ防止効果の高いウェブ製造装置用ローラを提供すること、第２の目的はキズ防止効果の高いウェブ製造装置を提供すること、第３の目的はキズ防止効果の高いウェブ製造方法を提供することにあり、以下の構成を有する。
１．ローラ本体と、該ローラ本体の外周面に螺旋状に被覆された伸縮性を有する帯状の繊維構造体とを有することを特徴とするウェブ製造装置用ローラ。
２．繊維構造体が化学合成繊維で構成され、帯状に溶融切断された繊維構造体であることを特徴とする前記１に記載のウェブ搬送装置用ローラ。
３．プラスチックフィルムの搬送経路の少なくとも１カ所以上に、前記１または２に記載のウェブ製造装置用ローラを備えたことを特徴とするフィルムロールの製造装置。
４．前記３に記載の装置を用いたフィルムロールの製造方法。
【００１３】
本発明において「螺旋状に被覆された」とは、ネジ状に連続して巻いた状態をいう。ローラ外周面の繊維構造体同士の間隙は小さい程良いが、オーバーラップすると繊維構造体とウェブの接触圧力が局所的に大きくなるためウェブにキズが発生しやすく、逆に間隙が大きすぎると露出しているローラ表面がウェブと接触しウェブにキズが発生しやすい。間隙を全てゼロにすることは実用上は不可能であるため、繊維構造体の間隙はゼロより大きい値を取るように構成するのが好ましく、０．１〜１０ｍｍの範囲がより好ましい。
【００１４】
本発明において繊維構造体の「伸縮性」とは、次のように定義される。繊維構造体を、長さ１２０ｍｍ×幅１２０ｍｍの正方形に裁断してサンプルシートを作製し、これを水平方向に向けて置いて、無張力状態で対向する２辺を１００ｍｍの間隔を空けて全幅にわたってそれぞれ万力で均一に、かつ実験中に滑らないように把持する。この状態で、２辺の対向する方向（張力方向）に張力をかけたとき、繊維構造体全体が、破断されることなく１１０ｍｍ以上に伸ばすことが可能であり、かつ、１１０ｍｍまで伸ばした後に、１ｍｍ／秒の速度で張力方向の反対方向に万力を移動させて上記張力を解放させて再び無張力の状態に戻した場合に万力で最初に把持した部位の張力方向における平均間隔が１００ｍｍ〜１０５ｍｍの範囲内に復元する特性を張力方向において「伸縮性」を有するという。サンプルシートは、タテ糸方向またはヨコ糸方向をそれぞれ長さ方向として作製し、両方向についてそれぞれ上記の実験をし、いずれかの方向において伸縮性を有する場合に伸縮性を有する繊維構造体であると評価する。編み物または不織布のときは任意の方向を長さ方向としてサンプルシートを作製し、この方向に伸縮性が認められた場合に伸縮性を有する繊維構造体であると評価する。なお、上記実験は、２５℃の室温で相対湿度４０％の大気中で行うのを原則とするが、ロールの使用状態がこれとかけ離れていることが明らかな場合は、使用状態における温度、湿度その他の環境下において行うものとする。また、繊維構造体を上記寸法に切断することができない場合など適切に実験できない場合は、実験可能な寸法に切断し、張力方向の寸法に関して上記数値を比例させて評価する。一方向において伸縮性が認められた伸縮性繊維構造体であれば本発明の目的を達成できるが、直交する２方向においてともに伸縮性が認められる繊維構造体がより好ましい。
【００１５】
本発明において「繊維構造体」とは、天然繊維または化学繊維により構成された織物、編み物、不織布等の布帛の総称である。動植物などから採取される天然繊維には、綿、麻、毛、絹などがあり、木材や石油、天然ガスなどを化学合成してつくられる化学繊維には、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン、アクリルなどがある。例えば、編み物は総じて本発明における伸縮性を有する繊維構造体である。織物及び不織布は伸縮性を有しないものが多いが、糸自体が伸縮性を有する弾性糸を用いた織物及び不織布は伸縮性を有する場合がある。
【００１６】
本発明において「帯状に溶融切断」とは、繊維構造体を帯状にスリットする際に、繊維の溶融点以上に加熱した刃物等で切断面を溶融しながら繊維構造体を帯状に切断することである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下列記した効果の少なくとも1つを奏することができる。
１．伸縮性を有する繊維構造体でローラ外周面を被覆したので、搬送ローラとウェブとの間に異物を噛み込んだ場合、繊維が伸びることにより繊維間の間隙が広がり、その中に異物を取り込んで異物とウェブとの接触を防ぐことによりウェブのキズを防止できる場合が、伸縮性を有しない場合より多くなる。
２．異物が繊維構造体に押しつけられる力により繊維をたわませて繊維構造体を大きく凹ませることにより、異物とウェブとの接触圧力を低く抑えてウェブのキズを防止できる場合が、伸縮性を有しない場合より多くなる。
３．繊維構造体でローラ外周面を螺旋状に被覆するので、繊維構造体をローラ外周面に適切に被覆するために付与すべき張力の自由度が高い。また、被覆した後にも張力を残すことができるため、繊維構造体の張力がローラ外周面を締め付ける方向に働き、ウェブとの摩擦力や回転中の遠心力によって、繊維構造体が緩みや捩れでシワになることも少なくできる。
４．ローラ表面周速とウェブ搬送速度との微小な速度差が発生したときに、繊維構造体が歪むことにより速度差を吸収してウェブのキズを防止しやすい。
５．帯状に溶融切断された繊維構造体であれば、端面が解れて繊維屑が発生することもない。
【００１８】
本発明によるウェブ製造装置用ローラは、キズやシワなどの欠点が非常に少なく、より品質の高いフィルムロールを製造することを可能とし、歩留まり向上やコストダウンに寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態について詳細に述べるが、本発明は以下の実施例を含む実施の形態に限定されるものではなく、発明の目的を達成できて、かつ、発明の要旨を逸脱しない範囲内においての種々の変更は当然あり得る。
【００２０】
本発明の実施の形態を図１〜図３を用いて以下に説明する。図１は本発明の実施の形態の一例たる搬送ローラの概略斜視図である。ローラ本体１と、ローラ外周面２を螺旋状に被覆する伸縮性を有する帯状の繊維構造体３とで構成される。
【００２１】
ローラ外周面２の材質は特に限定されず、例えば金属であっても良いし、樹脂でもゴム
でも良いが、繊維構造体の緩みや捩れを防止しかつ被覆作業性も損なわないために、ローラ外周面と繊維構造体とを粘着テープや適当な摩擦係数を持つシートで固定したり、ローラ外周面の摩擦係数を調整しても勿論良い。
【００２２】
伸縮性を有する繊維構造体３としては、編み物や、スパンデックス等の弾性糸によって構成された織物が好ましい。ウェブとの帯電相性の良い材料を用いた繊維で構成した繊維構造体であれば、帯電による静電気欠点を防止できるのでより好ましい。またスパンデックス等の弾性糸で構成される織物の場合は、最表層のカバー糸に製造するウェブとの帯電相性の良い材料を用い、芯糸に弾性糸を用いた多層構造糸を用いると、帯電による静電気欠点を防止できるので好ましい。
【００２３】
繊維構造体３の緩みや捩れを防止するためには、繊維構造体を螺旋状に被覆することが好ましい。その場合、繊維構造体の幅が狭過ぎると被覆作業に必要な工数が増加するうえに、ローラ全面を被覆するためにより長尺の繊維構造体が必要となるが、逆に幅が広過ぎると被覆作業時に繊維構造体に張力を付与することが困難となり被覆作業時のハンドリングが悪化するため、繊維構造体の幅は２５ｍｍ〜５００ｍｍが好ましい。なお螺旋状に被覆することで、ローラ軸端を取り外さずに繊維構造体を被覆できるという利点もある。なお繊維構造体を螺旋状に被覆する際に、付与する張力が強すぎると逆に繊維間の隙間が詰まり異物を取り込む効果が小さくなるが、逆に付与する張力が弱過ぎると繊維構造体が緩みや捩れが発生するために、被覆状態での繊維構造体の長さ方向張力は１０〜２０００（Ｎ／１ｍ幅）の範囲が好ましい。なお、長さ方向に張力を付与した状態での繊維構造体の幅を予め測定し、被覆状態における繊維構造体の長さ方向張力を、被覆状態における繊維構造体の幅から逆算することができる。
【００２４】
繊維構造体３は螺旋状に被覆するために予め所定幅に切断しておく必要があるが、繊維構造体が化学合成繊維より構成される場合は、切断面が解れて繊維屑が発生することを防止するために、繊維原料の溶融点以上に加熱された刃物等で溶融切断されていることが好ましい。
【００２５】
本発明によるウェブ製造装置用ローラはキズ防止効果が高いので、キズに関して品質要求が厳しいウェブ、例えばプラスチックフィルムの製造装置に用いるのが好ましい。図２は、一般的なプラスチックフィルムの製造工程の概略図である。熱可塑性樹脂を溶融した溶融ポリマーを口金４からシート状に押し出し、冷却ドラム５に巻き付けて急冷して固化させ、２軸延伸装置６により長手方向と幅方向に延伸し、ワインダ９で巻き取り中間製品１０を作る。その後必要によりスリッタ１２にて中間製品１１を所定の幅にスリットして最終製品１４を巻き取る。このようなフィルム製造装置のワインダ９及びスリッタ１２の搬送部７の搬送ローラ１０に本発明によるウェブ製造装置用ローラを用いるのが好適である。
【実施例】
【００２６】
実施例１
図１の形態のウェブ製造装置用ローラを製作した。ローラ本体１には、鉄製のローラ外周面にＪＩＳ−Ａ硬度６０°のクロロプレンゴムを５ｍｍ厚でライニングした、外径２００ｍｍ、面長２５０ｍｍのものを用いた。
【００２７】
繊維構造体３には、ポリエステル超極細長繊維を原糸とした編み物である、東レ（株）製クリーンクロス「トレシー」＃７３００１ＴＲタイプの品番ＭＴＫ１００×１０を用いた。厚さ０．４５ｍｍ、長さ１０ｍのシートをヒートカッターにて幅１００ｍｍの帯状に切断したものである。この繊維構造体の長さ方向の伸縮性について、長さ１２０ｍｍ×幅１００ｍｍに裁断したサンプルシートを３枚準備し、長さ方向について前述の評価を行った（図３ａはこの状態を示す概略図である。)、すべてのサンプルシートについて張力解放後の寸法が１０２ｍｍ〜１０４ｍｍに復元し、伸縮性があることを確認した。
【００２８】
同時に、上記サンプルシートを張力９８Ｎ／幅（９８０Ｎ／１ｍ幅）一定となるように長さ方向に引っ張った状態で１分間保持し、サンプルシートの幅（所定幅）を測定した。
また、幅方向に関しては、張力方向に１２０ｍｍの長さで裁断できないので、図３ｂに示すようにシートを長さ８０ｍｍ×幅１００ｍｍに裁断したサンプルシートを３枚準備し、前述の評価を行った。すなわち、サンプルシートを水平方向に向けて置いて長さ方向の２辺を幅方向に８０ｍｍの間隔を空けて全幅にわたってそれぞれ万力で均一に把持して幅方向に張力をかけて８８ｍｍに伸ばした後、１ｍｍ／秒の速度で縮めたときにいくらの長さに復元するかを１枚１回ずつ計３回測定して評価した(図３ｂはこの状態を示す概略図である）。評価を行った結果、すべて８２ｍｍ〜８４ｍｍに復元し、伸縮性があることを確認した。次に「トレシー」に長さ方向に張力をかけ、シート間の間隙が５ｍｍになるように、図１に示す螺旋状に被覆し、ローラ表面に被覆した状態で前記測定で得た所定幅になるようにした。「トレシー」の固定は、シート両端をはさみで斜めにカットし、前記カット面が露出しないように粘着テープでローラに留める方式とした。
実施例２
シートを市販のはさみで幅１００ｍｍの帯状に切断した以外は、実施例１と同一条件にてテストを行った。
比較例１
実施例１と同一のローラ本体を用い、繊維構造体としてポリエステル超極細長繊維をタテ糸、ヨコ糸ともに使用した織物である東レ（株）製クリーンクロス「トレシー」＃５２６００ＴＲタイプの品番ＭＴ１００×１０を用いた。厚さ０．１５ｍｍ、長さ１０ｍのシートをヒートカッターにて幅１００ｍｍの帯状に切断したものである。該織物をローラ外周面に螺旋状に被覆して構成したウェブ製造装置用ローラを用いて実施例１と同一条件にてテストを行った。この織物について実施例１と同様の伸縮性測定を行い、長さ方向、幅方向ともに伸縮性を有さないことを確認した。
比較例２
実施例１と同一のローラ本体を用い、繊維構造体としてポリエステル、ポリウレタンを原材料とした超極細繊維によるシート状の不織布である東レ（株）製人工皮革「エクセーヌ」を用いた。該不織布をヒートカッターにて幅１００ｍｍの帯状に切断し、ローラ外周面に螺旋状に被覆して構成したウェブ製造装置用ローラを用いて、実施例１と同一条件にてテストを行った。この不織布について実施例１と同様の伸縮性測定を行い、長さ方向、幅方向とも伸縮性を有さないことを確認した。
比較例３
実施例１と同一のローラ本体を用い、ローラ外周面はクロロプレンゴムのままで実施例１と同一条件にてテストを行った。
【００２９】
図４は実施例１、２および比較例１〜３の評価を行った装置の概略斜視図である。上記のように構成されたウェブ製造装置用ローラを２本使用し、図４に示すようにそれぞれ個別に駆動できるようにモータ２７とモータ２８にそれぞれ連結した２本のウェブ製造装置用ローラの軸間距離を４５５ｍｍとし、２本のローラの間に無端ベルト状に貼り合わせた二軸延伸ポリエステルフィルム（厚み１００μｍ）１６をかけ、フィルム張力１９６Ｎ／ｍ、搬送速度１００ｍ／ｍｉｎ、モータ１７とモータ１８との回転速度に０．１％の差をつけてフィルムとローラに相対滑りが生じるようにして２時間運転し、フィルムに付いたキズ個数を調査するテストを行った。
実施例１、２および比較例１〜３における実験結果を共に表１に記載する。なお表中のフィルムキズは、テストで発生した長さ１００μｍ以上のフィルムキズの発生個数を表す。
実施例１ではフィルムキズは発生せず繊維構造体の緩みもなかったが、実施例２および比較例２ではフィルムキズ発生の一因となる繊維屑が繊維構造体の端面または表面から発生していることが確認され、比較例１、２では、繊維構造体が緩んで隣り合う同士が重なったり間隔が広がっていることが確認された。
【００３０】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明はウェブ製造装置の搬送ローラとしての利用が可能であり、特にプラスチックフィルム用の製造装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態の一例たるウェブ製造装置用搬送ローラの概略斜視図である。
【図２】一般的なプラスチックフィルムの製造工程の概略フロー図である。
【図３ａ】実施例１における繊維構造体の長さ方向の伸縮性評価方法を示す概略図である。
【図３ｂ】実施例１における繊維構造体の幅方向の伸縮性評価方法を示す概略図である。
【図４】実施例１、２及び比較例１〜３の評価を行った装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    ローラ本体
２    ローラ表面
３    繊維構造体
４    口金
５    冷却ドラム
６    二軸延伸装置
７    搬送部
８    巻取部
９    ワインダ
１０    搬送ロール
１１    中間製品
１２    スリッタ
１３    押圧ロール
１４    最終製品
１５    プラスチックフィルム
１６    無端ベルト状に貼り合わせた二軸延伸ポリエステルフィルム
１７    モータ
１８    モータ
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
2005219847.tif 000006
【図３ｂ】
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【図４】
2005219847.tif 000008