(57)【要約】  【課題】ウェブを加熱する工程を含むウェブロールの製造工程において、ウェブの熱しわを防止しつつ、強力な拡幅をしながらかつウェブの蛇行を回避するウェブロールの製造方法を提供すること。  【解決手段】ウェブを加熱する工程とその後前記ウェブをロール状に巻き取る工程とを有するウェブロールの製造方法において、それぞれウェブの幅方向端部を表裏から挟む一対のローラ群からなり、該ローラ群の少なくとも一方のローラの前記ウェブと当接する外周部が軸方向全長にわたり前記ウェブと接するよう構成された、前記ウェブの幅方向両端部を把持する一組のクロスガイダにより、前記ウェブに歪をあらかじめ付与する歪付与工程と、直後に前記ウェブを加熱する工程とを有するウェブロールの製造方法。【選択図】  図１
2009203055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブを加熱する工程とその後前記ウェブをロール状に巻き取る工程とを有するウェブロールの製造方法において、それぞれウェブの幅方向端部を表裏から挟む一対のローラ群からなり、該ローラ群の少なくとも一方のローラの前記ウェブと当接する外周部が軸方向全長にわたり前記ウェブと接するよう構成された、前記ウェブの幅方向両端部を把持する一組のクロスガイダにより、前記ウェブに歪をあらかじめ付与する歪付与工程と、直後に前記ウェブを加熱する工程を有することを特徴とするウェブロールの製造方法。
【請求項２】
前記歪の大きさを前記加熱工程において生じる熱膨張に相当する量とすることを特徴とする請求項１に記載のウェブロールの製造方法。
【請求項３】
前記ローラ群がウェブを狭圧しているウェブ搬送方向の狭圧幅ｗｎと、前記ローラ群のウェブと当接する部分の回転ベクトルの方向とウェブ搬送方向とのなす角θとの関係が、次式の範囲であることを特徴とする請求項２に記載のウェブロールの製造方法。
α×ΔＴ  ＜  ２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂ  ＜  １．８×α×ΔＴ
ここで、
α  ：ウェブの熱膨張係数
ΔＴ：ウェブに生じる温度差
ｗｎ：クロスガイダにおけるローラ群がウェブを狭圧しているウェブ搬送方向長さ
θ  ：ローラ群のウェブと当接する部分の回転ベクトルの方向とウェブ搬送方向とのなす角
Ｂ  ：ウェブの幅
を、表す。
【請求項４】
前記ローラ群のもう一方のローラとして、該ローラの外径部がウェブ端部よりも外側まである長さを持つローラを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のウェブロールの製造方法。
【請求項５】
前記ローラ群を前記ウェブに狭圧する手段として、ばねからなる押圧手段を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のウェブロールの製造方法。
【請求項６】
前記ローラ群の少なくとも一方のローラの外周部の材質として、フッ素ゴムもしくはシリコーンゴムであるものを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のウェブロールの製造方法。
【請求項７】
前記ウェブを加熱する工程が、前記ウェブを基材として前記ウェブ表面に金属膜を蒸着する蒸着工程、あるいは、同質または異質なウェブ同士を貼り合わせる高温ラミネート工程のいずれかの工程であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のウェブロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブロールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にプラスチックフィルム等のウェブは製膜後、様々な表面加工を経て、ロール状に巻き取られることが多い。様々な加工とは、例えば、ウェブ表面に金属膜を蒸着したり、異質または同質のウェブ同士をラミネートして再びロール状に巻き取るといったウェブの高機能化を目的とした工程が挙げられる。これらの加工は、ウェブの全長、全幅にわたって均一に行われることが好ましく、例えばウェブにしわが生じると、蒸着での膜抜けや、ラミネートでのボイド等による製品不良となる。例えば高温ラミネート工程では、基材となるウェブと貼合される例えば金属箔との間に接着層を設け、それらを一対のラミネートローラでウェブ側からと金属箔側からと挟み込むことによって貼合することがしばしば行われるが、ラミネートローラから受ける熱によるウェブの熱膨張によって、余ったウェブがしわとなる場合もある。
【０００３】
このような高温ラミネート工程におけるしわ伸ばしの手段として、特許文献１のように、ラミネートローラ直前に拡幅装置を設置することが提案されている。この方法によれば、高温ラミネート部で発生するしわは、その直前で拡幅装置によりウェブを拡幅することで防止可能とされており、拡幅の量は伸張率で１００．０５〜１００．５％（歪で０．０５〜０．５％）とすればよいとある。ここで、伸張率とは同公報に定義の記載が無いが、一般には拡幅後のウェブの幅を拡幅前のウェブの幅で割り、１００を掛けたものをいう。そこから歪を求める場合は、拡幅後のウェブの幅から拡幅前のウェブの幅を引き、１００を掛ければ良い。また、ここで用いる拡幅装置としてはクロスガイダの他にエキスパンダローラやバナナローラが利用できるとされている。ここでクロスガイダとは、図４のようにウェブを表裏から狭圧する一対のローラ群が、図６のようにウェブ両端でウェブ搬送方向にθだけ傾斜して回転することで、各々ウェブを端部に向かい搬送することでウェブを拡幅する手段のことをいう。
【０００４】
しかしながら、本願発明者らの知見によれば、高温ラミネート工程のような加熱工程で生じるしわを、その上流側直前のクロスガイダによる拡幅で防止するには、熱膨張歪みに相当する歪みを与える必要があり、この値は温度条件やウェブの弾性率などによって異なるものである。従って、特許文献１のように伸張率が１００．０５〜１００．５というように一律に与えられるものではなく、より強大な歪みを付与することが必要である。また、本願発明者の知見によれば、前述のように強大な歪みをクロスガイダにより付与するにはクロスガイダのローラー同士の面圧や摩擦係数を大きくとる必要があり、この場合、左右の狭圧幅が少しでも異なった場合にウェブが蛇行するという問題があった。また、特許文献１のようにエキスパンダローラやバナナローラを用いた拡幅では、前記歪を付与するには拡幅力が乏しく不十分である。
【０００５】
一方、クロスガイダを使用した場合の蛇行防止技術として、例えば特許文献２によれば、ウェブの縁の位置を検出するエッジ検出器からの信号によって、ウェブ端部の狭圧幅がウェブ幅方向それぞれの端部で変化しないように、一対のピンチローラをウェブ幅方向に移動して、蛇行を修正する装置が提案されている。この装置によれば、ピンチローラーの位置調整により、ウェブ幅方向両端部での狭圧幅が一定になるため、確かにウェブの蛇行はある程度修正されるものの、絶えずウェブエッジを検出し続けるセンサや、クロスガイダ本体の幅方向位置を制御しながら移動する大型の装置が必要であり、ラミネート工程や蒸着工程のように工程中にスペースが少ない部分には不適であるばかりか、高温ラミネート部近傍のような高温域ではセンサや制御装置の耐熱が足りず、使用が困難であった。
【０００６】
また、クロスガイダを用いた別の蛇行防止技術として特許文献３のような技術が開示されている。特許文献３は、クロスガイダにより発生する蛇行を修正するのではなく、元々搬送されてくるウェブの蛇行を、ウェブの位置検出をフィードバックしてクロスガイダの左右のピンチローラの傾きと面圧を個別に制御することで防止しようとするものである。
このとき、特許文献２と同様、そのセンサや制御装置が高温部で使用できない問題がある。
【０００７】
また、特許文献３の蛇行防止技術においては、加熱工程のように強い拡幅が必要ではないので、本願発明者の知見によれば、このような場合のクロスガイダは、クロスガイダ自身のウェブに対する蛇行を発生させやすい特性が発現しにくいため、左右の狭圧幅などを考慮する必要がないのである。従って、特許文献３はウェブ自身が上流からある程度蛇行してくるものをクロスガイダで修正しようとしている技術であると思われる。
【０００８】
一方、ウェブのカールを矯正するためにクロスガイダを使用した例として、特許文献４が開示されている。これはクロスガイダにより生じるウェブの幅方向張力をカールの矯正に利用したものである。クロスガイダの持つ蛇行のしやすさは別途設けたウェブガイドで補うという思想である。
【０００９】
特許文献４には拡幅力は摩擦係数とクロスガイダの面圧だけで決まり、クロスガイダの長さは無関係とあるが、本願発明者の知見によるとクロスガイダにより付与可能な張力や歪はクロスガイダの長さを考慮する必要がある。これらをすることなしにウェブガイドなるローラや鍔をウェブ端部に押し当て、ウェブの位置を拘束すると腰の弱い薄いウェブでは端部が折れてしまい、ラミネータや蒸着で加工されるようなウェブには不向きである。
【００１０】
また、上記とは別にクロスガイダとよく似たウェブのしわ伸ばし装置として特許文献５のような技術が開示されている。これはウェブ下側からウェブに当接し、ウェブ搬送方向と同じ回転方向を持つ搬送ローラと、ウェブ上側からウェブを搬送ローラと狭圧するようにピンチローラをウェブ両端に各々配置し、ピンチローラはウェブを拡幅するようにウェブ搬送方向とピンチローラ回転方向が角度を有しているようなものである。
しかしながら、本願発明者らの知見によれば、下側搬送ローラの回転方向と上側ピンチローラの回転方向が異なることで、各々の摩擦力のバランスによっては蛇行が発生しうるという問題があった。また、ニップローラの幅が２〜３ｍｍと狭いため、強い拡幅力が必要な場合には使用することが困難であった。
【特許文献１】特開２００３−１７５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６４８７９号公報
【特許文献３】特開２０００−２６３６６０号公報
【特許文献４】特開２０００−１１８８１５号公報
【特許文献５】特開平４−１０６０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように従来の技術では、ウェブを加熱する工程を含むウェブロールの製造工程において、ウェブの熱しわを防止するにあたって、強力な拡幅をしながらかつウェブの蛇行を回避する技術が存在しなかった。
【００１２】
本発明の目的は、ウェブを加熱する工程を含むウェブロールの製造工程においても、しわや蛇行を生じず、安定してウェブの表面加工可能なウェブロールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ウェブを加熱する工程とその後前記ウェブをロール状に巻き取る工程とを有するウェブロールの製造方法において、それぞれウェブの幅方向端部を表裏から挟む一対のローラ群からなり、該ローラ群の少なくとも一方のローラの前記ウェブと当接する外周部が軸方向全長にわたり前記ウェブと接するよう構成された、前記ウェブの幅方向両端部を把持する一組のクロスガイダにより、前記ウェブに歪をあらかじめ付与する歪付与工程と、直後に前記ウェブを加熱する工程を有するウェブロールの製造方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記歪の大きさを前記加熱工程において生じる熱膨張に相当する量とするウェブロールの製造方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ローラ群がウェブを狭圧しているウェブ搬送方向の狭圧幅ｗｎと、前記ローラ群のウェブと当接する部分の回転ベクトルの方向とウェブ搬送方向とのなす角θとの関係が、次式の範囲であるウェブロールの製造方法が提供される。
【００１６】
α×ΔＴ  ＜  ２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂ  ＜  １．８×α×ΔＴ
ここで、
α  ：ウェブの熱膨張係数
ΔＴ：ウェブに生じる温度差
ｗｎ：クロスガイダにおけるローラ群がウェブを狭圧しているウェブ搬送方向長さ
θ  ：ローラ群のウェブと当接する部分の回転ベクトルの方向とウェブ搬送方向とのなす角
Ｂ  ：ウェブの幅
を、表す。
【００１７】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ローラ群のもう一方のローラとして、該ローラの外径部がウェブ端部よりも外側まである長さを持つローラを用いるウェブロールの製造方法が提供される。
【００１８】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ローラ群を前記ウェブに狭圧する手段として、ばねからなる押圧手段を用いるウェブロールの製造方法が提供される。
【００１９】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ローラ群の少なくとも一方のローラの外周部の材質として、フッ素ゴムもしくはシリコーンゴムであるものを用いるウェブロールの製造方法が提供される。
【００２０】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ウェブを加熱する工程が、前記ウェブを基材として前記ウェブ表面に金属膜を蒸着する蒸着工程、あるいは、同質または異質なウェブ同士を貼り合わせる高温ラミネート工程のいずれかの工程であるウェブロールの製造方法が提供される。
【００２１】
まず、本発明において、「ウェブを加熱する工程」とは、ウェブに表面加工あるいは熱処理を施すために、搬送されたウェブに接触（例えば加熱ローラ）または非接触（例えば赤外線ヒーターや高温流体の接触）などの手段によって、ウェブの温度が上昇する工程をいう。例えば、高温ラミネートや蒸着等の工程である。
【００２２】
また、本発明において、「ウェブ」とは、紙やフィルム、薄い金属箔など特に限定されないが、プラスチックフィルムや金属箔が好適である。フィルムとしては例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系フィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系フィルム、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、芳香族ナイロン等のポリアミド系フィルム、その他ポリイミド系、ポリスルホン系、ポリビニル系、ポリエステルエーテル系、ポリカーボネート系、ポリフェニレンサルファイド系、ポリ乳酸系、セルロース系、アクリル系などからなるプラスチックフィルムが用いられる。もちろん、これらの樹脂の混合物や共重合物であってもよい。また各種の添加剤、例えば帯電防止剤や、耐候剤や、無機または有機の粒子や、ワックス等の滑剤や、顔料を含むものであってもよい。中でもポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、アラミドまたはポリイミドフィルムなどの耐熱性のフィルムに有効である。一方、金属箔としては、銅やアルミにも有効である。
【００２３】
また、本発明において、「ウェブをロール状に巻き取る工程」とは、ウェブの幅と同じか少し長い円筒形状をした巻き芯のまわりに、ウェブに張力を付与しながら巻き取る工程をいう。
【００２４】
また、本発明において、「上流側」とは、ウェブの搬送方向を考えた場合に、ウェブの供給元に近い側をいう。
【００２５】
また、本発明において、「クロスガイダ」とは、一対の傾斜ローラ群がウェブ両端で各々ウェブ端部に向かい回転し、かつウェブを狭圧することでウェブに拡幅をもたらす手段をいう。なお、傾斜ローラ群は各々上部ローラと下部ローラからなり、上部ローラと下部ローラの軸は平行である。
【００２６】
また、本発明において、「ローラ群の少なくとも一方のローラのウェブと当接する外周部が軸方向全長に渡り、該ウェブと接している」状態とは、ローラ群がウェブの表裏から当接しているが、この表裏のいずれか一方に当接してるローラのウェブと当接する外径部の外側端部が、ウェブの端よりも内側に常に存在する状態をいう。
【００２７】
また、本発明において、「加熱工程において生じる熱膨張に相当する量」とは、ウェブの熱膨張係数をα、ウェブに生じる温度差をΔＴとしたときに、α×ΔＴで表される歪の量をいう。なお、ウェブに生じる温度差ΔＴとは、ウェブが加熱される工程で昇温される温度から、ウェブが加熱をうける前の工程での温度を差し引いた値をいう。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、以下に説明するとおり、例えば熱を伴う表面加工が行われるウェブを、しわや蛇行なく熱工程に搬入することができるため、しわやボイド、膜抜けのない高機能で高品質なウェブロールを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
【００３０】
本発明の一実施形態の例をウェブ同士の高温ラミネート工程を有するウェブロールの製造工程に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は本発明の一実施形態に係るクロスガイダをラミネート工程を有するウェブロールの製造装置に適用した場合の概略平面図である。また図２は図１の概略正面図である。図３はクロスガイダのみを拡大した概略側面図であり、図１のＡ矢視図である。
【００３２】
本実施形態における「クロスガイダ」を詳しく説明すると、それぞれウェブの幅方向端部を表裏から挟む一対のローラ群からなり、ローラ群のウェブと接触している部分の回転ベクトルが、ウェブの搬送方向に対して、それぞれ端部側を向くように傾斜している。ローラ群は左右各々、上部ローラと下部ローラから構成され、上部ローラと下部ローラの軸は平行に配置される。この上部ローラと下部ローラによりウェブを挟みこみ、上記傾斜によりウェブを拡幅する。このとき、ローラ群がウェブを挟むために、押圧手段が設けられている。押圧手段とは物体を他の物体に押し当てる手段のことをいい、例えば圧空シリンダやモーター、ねじ、重錘、ばねあるいはそれらを組み合わせたものなどを用いることができる。あるいは下部ローラーに対して、上部ローラーを直動ガイドで連結し、上部ローラーの自重を用いて下部ローラーに当接するようにしても良い。
【００３３】
ウェブＷは搬送ローラ２の方向から搬送方向Ｙの方向に搬送され、クロスガイダ１により幅方向に張力を与えられ、加熱工程３に搬送される。図１および図２において加熱工程３は高温ラミネート工程を例として図示している。この場合、ウェブＷは高温に加熱されたラミネートローラ９、９‘により加熱、ラミネートされる。前記ウェブＷの下面には加熱されると接着力を発現する接着剤が均一に塗布されている場合が多く、加熱工程３であるラミネートローラ９，９´によって加熱されながら圧接されることで、別の貼合用ウェブ１０と貼合される。高温ラミネートローラ９、９’は内部に熱媒を通流させたものや、誘導加熱を利用したもの、あるいはラミネートローラ裏側から放射ヒータにより加熱したものを利用することができる。本実施形態では高温ラミネート工程を示したが、この他、加熱工程３はオーブンや蒸着工程なども考えられる。
【００３４】
図１でクロスガイダ１は、ウェブＷの加熱工程３の上流側直前に設置されている。図３において、クロスガイダ１はウェブＷの幅方向両端部にそれぞれ１組のローラ群４、４´からなる。ローラ群４、４´はウェブＷを表裏から挟むようにそれぞれ一対の圧接ローラ１２と受けローラ１５から構成される。ローラ同士を押し付け、ウェブを狭圧する押圧手段８、８´としては、例えば、圧空シリンダ等を用いることができるが、ラミネートローラ周辺は非常に高温になる場合が多く、耐熱性を有したものを用いたり、断熱や冷却を考慮する必要がある。従って、好ましくは図３に示したようなばねが高温でも使用することでき好適である。この場合、押圧手段はばねの復元力によりローラ群４、４´がウェブＷを狭圧する際の面圧を得る。図３の例では、ねじ１４はローラ群４、４´を離間させ、ウェブＷの狭圧を開放するために設けてある。これも加熱工程を有する高温雰囲気で使用可能である。また、ばねの他に、圧接ローラ１２と受けローラ１５を直動ガイドでつなぎ、圧接ローラ１２の自重もしくは圧接ローラに取り付けた重錘の重力を利用してウェブＷを狭圧しても良い。
【００３５】
更にローラ群４、４´がウェブＷと接する部分における回転ベクトルは、図１の通りウェブＷの搬送方向Ｙに対してθだけ傾斜している。ウェブＷの一端でウェブＷを狭圧する傾斜ローラ群４と、ウェブＷの他端でウェブＷを狭圧するもう一方の傾斜ローラ群４´が一対で回転することにより、ウェブＷを幅方向に拡幅し、ウェブＷに歪を生じせしめる。
【００３６】
このとき、圧接ローラ１２と受けローラ１５はウェブＷと接する部分においては同じ回転ベクトルを有する。これにより、ウェブＷの表裏で摩擦のバランスが崩れてることでの蛇行を招くようなことはない。
【００３７】
なお、「前記クロスガイダにおけるローラ群がウェブを狭圧しているウェブ搬送方向の狭圧幅ｗｎ」とは、ローラ群がウェブと当接している長さを、ウェブ搬送方向に投影した値をいう。
【００３８】
また、「ウェブに生じる温度差ΔＴ」とは、ウェブが加熱される工程で昇温される温度から、ウェブが加熱をうける前の工程での温度を差し引いた値をいう。
【００３９】
また、式１の中の「α×ΔＴ」は熱膨張によるウェブの歪あるいは、加熱により発生すると想定される熱膨張歪に相当する歪をいう。また、式１の中の「ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂ」の意味を説明する。上述のように、クロスガイダにおけるローラ群がウェブを狭圧しているウェブ搬送方向長さをｗｎとすると、該ローラ群とウェブが接している間に進む距離はｗｎである。ローラ群がウェブ搬送方向に対してθだけ傾斜していることでウェブの幅方向に変位する量は、片側でｗｎ×cosθ×sinθとなる。この変位によって生じる歪は両側で２倍して、幅Ｂで割ったものであるから、「２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂ」となる。本実施形態においては、このクロスガイダによりウェブに生じせしめる歪と、上記熱膨張によるウェブの歪あるいは、加熱により発生すると想定される熱膨張歪が式１の関係であることで後述の効果を得ることを開示している。
【００４０】
ここで、ローラ群のウェブＷと当接する部分の回転ベクトルとウェブ搬送方向とのなす角θ（簡単のため傾斜角θとよぶ）には好ましい範囲が存在する。例えば、θが０radであればローラ群４、４´がウェブＷをその幅方向へ拡幅する力はゼロであり、θがπ／２radであればローラ群４、４´の回転方向とウェブＷの搬送方向が直交してしまうため、ウェブＷの拡幅どころかローラ群４、４´が回転することが困難となる事態が発生する。拡幅力が最大となるのはθ＝π／４radである。これは前述の通り、クロスガイダ１によりウェブＷに生じる歪が２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂであり、この歪をθで微分したものを０とおいた場合のθが歪つまり拡幅力を最大とする角度であり、θ＝π／４radとなる。しかしながら、θが大きいと、ウェブの搬送方向とローラ４、４´の回転方向の違いによる擦過が発生し、ロール群４、４´のウェブＷとの接触部の損耗が激しくなるばかりか、狭圧部でのウェブＷの局所的な歪みが大きくなりすぎるため、θ＝π／９０〜π／４ｒａｄ程度が好適である。
【００４１】
ここで、注意が必要であるのは、クロスガイダ１がウェブＷを狭圧する際の面圧による摩擦力が不十分であると、加熱工程で生じる熱膨張に相当する歪は２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂだけ生じない。ウェブＷに付与すべき必要な拡幅力は歪にウェブＷの縦弾性率と面積（＝ウェブ厚み×ｗｎ）をかけたものであり、これよりも摩擦係数と面圧の積が大きくなるようにローラ材質と面圧を選べばよい。
【００４２】
受けローラ１５、圧接ローラ１２はウェブＷにより駆動される、つまり従動としても良いし、モーター等の駆動手段を用いてもよい。モータ等により回転駆動する場合には、ローラ群４，４‘の回転速度の、ウェブＷの搬送方向成分が、ウェブＷの搬送速度とほぼ同速となるよう配慮するのが好ましい。いずれにおいても、圧接ローラ１２および受けローラ１５ウェブと当接する外径部は軸受により回転自在に支持され、軸受は軸１３とかん合される。軸１３は押圧手段８に連結支持される。
【００４３】
本実施形態において、ローラ群４，４‘の圧接ローラ１２もしくは受けローラ１５のうち、少なくとも一方のローラ、例えば圧接ローラ１２とウェブＷが当接する外径部と径を同じとする部位の軸方向長さＬ１とウェブＷと接触する長さｗは等しい。つまり圧接ローラ１２および受けローラ１５がウェブＷを狭圧する位置はウェブＷの端部より内側であることが必要である。何故なら、図４のように、例えば圧接ローラ１２とウェブＷが当接する圧接ローラの外径部が、ウェブＷの端よりも外側にあると、加熱工程直前で熱膨張に相当する歪みのような強大な拡幅を必要とする場合に、ウェブＷの狭圧幅ｗがウェブの各々の両端部で等しくなくなったとき、一方のローラ群４のけん引力が大きくなりつづけ、他方のローラ群４‘のけん引力が小さくなりつづけウェブの蛇行を引き起こすことを本願発明者らは見出した。つまりウェブＷの両端の狭圧幅ｗを各々等しくすることで、加熱工程直前で強大な拡幅をクロスガイダにより行う場合に発生しがちな蛇行を防止することができる。このとき、ローラ群４，４’の面圧および角度θはウェブＷの両端であらかじめ等しくすることが好ましい。従って、本実施形態のごとくローラ群４，４‘を配置することで大掛かりな蛇行修正機構を要せずともウェブＷの蛇行を防止することができ、結果高温の加熱工程においても熱膨張によるしわを回避することが可能となった。
【００４４】
また、上述の狭圧幅ｗをウェブＷの両端で等しくするためには、図５のように圧接ローラ１２および受けローラ１５のいずれの外径部もウェブＷの端よりも内側とすることで達成し得る。しかし、特に薄いウェブＷにおいては図５のようにローラ群４よりも端で折れることが発生し得るので、好ましくは図３のようにいずれか一方のローラ、例えば受けローラ１５とウェブＷが当接する外径部がウェブＷの端より外側になるよう受けローラ１５の長さＬ２を長くすれば良い。こうしても圧接ローラ１２の端部がウェブＷの端より内側にある限り、ウェブＷを狭圧する幅ｗは圧接ローラ１２の長さＬ１で決まるため、加熱工程の直前で拡幅を行う際、熱膨張に相当する強大な歪みを与える場合でも、センサなどの大がかりな装置を必要とすることなく、ウェブの蛇行を防止しながらウェブを拡幅することができる。
【００４５】
圧接ローラ１２および受けローラ１５のウェブＷと当接する部分の材質は種々の工業材料を用いることができるが、加熱工程３を有するようなウェブロールの製造工程で用いる場合は耐熱性が要求され、例えば鉄鋼やその上に鍍金を施したようなものをもちいることができる。更に好ましくは、クロスガイダ１がウェブＷを拡幅するのに足る摩擦力を得るためにローラ群４のいずれか一方のローラの外径部の材質はゴムとするのがよく、更にこのましくは耐熱性を有するフッ素ゴムやシリコーンゴム、あるいはこれらフッ素などの耐熱材をコーティングや被覆したものを用いることができる。
【００４６】
加熱工程３において発生する熱膨張によるしわやボイドを回避するには、その直前で拡幅すればよいのであるが、本願発明者らは、しわやボイドの防止のために加熱工程直前でウェブに付与すべき歪は、ウェブの物性値およびディメンジョンにより変えると良いことを見出した。物性値とはウェブＷの熱膨張係数αのことであり、ディメンジョンとはクロスガイダにおけるローラ群がウェブを狭圧しているウェブ搬送方向の狭圧幅ｗｎやウェブＷの幅Ｂのことである。
【００４７】
前述のようにクロスガイダ１によりウェブＷに生じせしめる幅方向の歪は２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂとなる。これがウェブＷが加熱工程３にて生じる熱膨張歪α×ΔＴよりも大きくなればしわやボイドを回避でき、
α×ΔＴ  ＜  ２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂ  ＜  １．８×α×ΔＴ
の範囲となるよう圧接ローラ１２の幅と傾斜角θを決める。クロスガイダ１によりウェブＷに生じせしめる幅方向の歪２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂがα×ΔＴ以下であると、クロスガイダにより拡幅した歪よりも加熱工程３で発生する歪が大きくなり、熱膨張によるしわ、ボイドが発生する。また、ウェブＷに生じせしめる幅方向の歪２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂが１．８×α×ΔＴより大きくなると、ウェブＷに過大な歪が生じ、ウェブＷに永久歪や横歪による加工斑が発生してしまう。このように熱膨張しわを回避するには強い拡幅力が必要であり、強い拡幅力を発生することができるクロスガイダが好適であり、本発明によると高温雰囲気でも蛇行の発生しにくいクロスガイダを提供している。
【００４８】
熱膨張係数αは、製造するウェブＷの熱による伸びを、基準温度の長さと温度差で割ったものとしてあらかじめ求めることができる。上述の温度差ΔＴは、加熱工程３の直前の温度、例えばクロスガイダ１より上流側の任意の点でのウェブＷの表面温度を赤外線温度計などにより測定した値と、同様にして測定した加熱工程におけるウェブＷの温度との差から求めることができる。ウェブＷの温度については赤外線を利用した非接触温度計などを用いれば良い。なお、ウェブＷの測定は、幅方向に複数の点で測定した値の平均を採ることが好ましい。例えば、ウェブＷの幅方向に所定間隔空けて５点の温度を測定し、その平均値を採るといった具合である。加熱工程３が図２のような高温ラミネート工程の場合、加熱工程３でのウェブＷの温度を直接知ることは難しいので、この場合にはラミネートローラ９、９‘の表面温度で代替しても良い。
【００４９】
ここで、搬送ローラ２はウェブＷを支持しながら矢印方向に搬送するものであれば良く、駆動しても、従動でも構わない。表面の材質や粗さについても特に限定されないが、一般的にゴムや樹脂、金属の中から適宜選択可能である。ただし製品となるウェブＷの表面に傷をつけたり、接着層１１を剥離させるようなものを選択しない方が良い場合が多い。
【００５０】
加熱工程３を経たウェブＷは適宜所定幅に裁断されるなどして、巻き芯上にロール状に巻き取られる。このとき、ウェブＷは適宜搬送ローラおよび巻き芯支持装置などにより速度、張力を制御され搬送、巻き取られることとなる。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、例えば図２のラミネート装置などにおいては、本発明のウェブの幅出し装置をウェブＷだけでは無く、貼合されるもう一方のウェブ１０に適用することももちろん可能である。
【実施例】
【００５２】
〔実施例１〕
上記のラミネータ装置に、本発明の一実施形態に係るウェブの幅出し装置を適用して性能を評価した結果を説明する。
【００５３】
ウェブＷは厚み１００μｍ、幅６００ｍｍのポリイミドフィルム（東レデュポン株式会社製”カプトン“）を用い、その熱膨張係数αは２１ｐｐｍ/℃であり、その下面には接着剤が塗布されている。ラミネートローラは面長１０００ｍｍ、径８００ｍｍの金属製ローラであり、その表面温度は３００℃に設定されている。上記ラミネートローラ２本で前記ポリイミドフィルムと、厚み１００μｍ、幅Ｂ＝６００ｍｍの銅箔とを狭圧しラミネートした。搬送速度は５ｍ／分とした。クロスガイダ１のローラ群４、４‘の傾斜角度はポリイミドフィルム両端で各々θ＝π／１２rad（＝１５°）とした。
【００５４】
ここで、ウェブＷの幅方向に張力を付与するために、図１〜３に示したクロスガイダ１をラミネートロール９の上流側直前に配置した。図３のクロスガイダにおいて、受けローラ１５の直径は５０ｍｍ、長手方向長さＬ２＝６０ｍｍで表面がステンレスからなる従動回転するローラである。一方、圧接ローラ１２は直径５０ｍｍ、長手方向長さＬ１＝４０ｍｍで表面がシリコーンゴムからなる従動回転するローラであって、圧接ローラ１２を受けローラ１５に押圧するように図３のようなばねによる押圧手段を備えている。また、圧接ローラ１２のポリイミドフィルムＷと当接する外径部が軸方向全長に渡り、ポリイミドフィルムと接しており、該ローラ１２のポリイミドフィルムと当接する外径部の端部はポリイミドフィルムの端部よりも５ｍｍポリイミドフィルムの中央よりに位置している。
【００５５】
クロスガイダ１の上流側直前のポリイミドフィルムＷの温度は５０度であり、従って、ΔＴ＝３００−５０＝２５０℃となった。これにより発生する熱歪はα×ΔＴ＝０．５％である。クロスガイダにおけるローラ群がウェブを狭圧しているウェブ搬送方向長さｗｎは、ｗ＝Ｌ１にsinθをかけたものであるからｗｎ＝１０ｍｍである。したがって、クロスガイダの拡幅により生じるポリイミドフィルムの幅方向の歪は、２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂ＝０．８％となる。
【００５６】
評価はまず、ラミネート後のウェブ（ポリイミドフィルムと銅箔を貼合したもの）のボイドの状態で行う。ボイドの発生が全く無いものを◎、極めて軽度なボイドがあるものを○、軽度なボイドの発生あるものを△、製品にならない程度のボイドの発生あるものを×とした。
【００５７】
また、ポリイミドフィルムの蛇行状況を０．１ｍｍ以下を◎、０．５ｍｍ以下を○、１ｍｍ未満を△、１ｍｍ以上を×とした。結果を表１に示した。
〔実施例２〕
次の点以外は実施例１と全く同じ構成にして、実施例１と同様の方法で評価を行った。
圧接ローラ１２の長手方向長さＬ１＝２０ｍｍとし、これによりポリイミドフィルムに生じる幅方向の歪２×ｗｎ×cosθ×sinθ／Ｂ＝０．４％とした。
〔実施例３〕
次の点以外は実施例２と全く同じ構成にして、実施例１と同様の方法で評価を行った。
【００５８】
押圧手段として、ばねのかわりに圧空シリンダを採用した。
〔比較例１〕
次の点以外は実施例２と全く同じ構成にして、実施例１と同様の方法で評価を行った。
【００５９】
クロスガイダの一対のローラ群のいずれもが、図４に示すようにウェブと当接する外径部がウェブ端部よりも外側まであるような長さを持つ。また、押圧手段としては圧空シリンダを使用している。
〔比較例２〕
ここでは、前述のクロスガイダのかわりに図７で示した拡幅手段を高温ラミネート工程の上流側直前に配置した。このとき、圧接ローラ１２、１２‘の傾きθは実施例と同様とした。また、圧接ローラ１２、１２’のポリイミドフィルムＷと当接する外径部の幅は３ｍｍとした。圧接ローラ１２、１２‘を搬送ローラ２に押圧する際の押圧手段には圧空シリンダを使用した。圧接ローラ１２、１２‘の材質はシリコーンゴムとした。
【００６０】
【表１】
2009203055.tif 000003
【００６１】
クロスガイダとウェブとの位置関係を比較例１のようにすると、ウェブの両端でのクロスガイダのけん引力に差が生じ、蛇行が発散する結果となる。
【００６２】
また、比較例２のように搬送ローラの上に狭幅の傾斜圧接ローラを配置するとローラ間の摩擦力のバランスによってウェブに蛇行が生じるばかりか、圧接ローラのけん引力が足りず、十分な拡幅力がウェブに与えられない結果、ボイドの抑制をすることができなかった。
【００６３】
一方、以上の実施例で、本発明のウェブロールの製造方法を高温ラミネート工程に適用することで、加熱工程を有する高温雰囲気でもクロスガイダによりウェブの生じる熱膨張のしわを抑制しながら、クロスガイダで発生しがちな蛇行を防止することができる。また、特に加熱工程でウェブに生じる熱膨張歪に相当する歪よりも大きな歪を、加熱工程の上流側直前でクロスガイダにより事前に与えることにより、熱膨張によるしわの発生を防止し、特にラミネート工程ではしわによるボイドの発生を完全に抑制することができる。また、ばねによる押圧手段を本クロスガイダに用いることで、高温雰囲気においても長期に渡り安定してウェブを製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、加熱工程を含むウェブロールの製造方法としての利用が可能であり、特にラミネート装置を含むウェブロールの製造方法に好適であるが、ラミネート装置に限らず、蒸着装置などにも応用することができる。また、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係るクロスガイダをラミネート工程を有するウェブロールの製造装置に適用した場合の概略平面図である。
【図２】図１の概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るウェブの端部把持装置の概略断面図である。
【図４】従来技術の実施形態に係るウェブの端部把持装置の概略断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係るウェブの端部把持装置の概略断面図である。
【図６】従来技術の実施形態に係るクロスガイダを用いたウェブの搬送工程の概略平面図である。
【図７】従来技術の実施形態に係るウェブの拡幅装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１        クロスガイダ
２        搬送ローラ
３        加熱工程
４、４´  一対のローラ群
８、８´  押圧手段
９、９´  ラミネートローラ
１０        貼合ウェブ
１１        接着剤
１２、１２´圧接ローラ
１３        軸
１４        ねじ
１５        受けローラ
１６        ばね
１８        フレーム
１９        圧空シリンダ
２０        ガイド手段
２１        巻取工程
２２        ウェブロール
２３        巻き芯
２４        巻取張力付与手段
Ｗ        ウェブ
θ        ウェブの幅方向に対するウェブの端部把持装置の角度
ｗ        クロスガイダにおけるローラ群がウェブを狭圧している該ローラ群軸方向の狭圧幅
ｗｎ      クロスガイダにおけるローラ群がウェブを狭圧しているウェブ搬送方                向の狭圧幅
Ｌ１      圧接ローラとウェブが当接の外径部と径を同じとする部位の軸方向長さ
Ｌ２      受けローラとウェブが当接の外径部と径を同じとする部位の軸方向長さ
【図１】
2009203055.tif 000004
【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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