JP3823576B2

JP3823576B2 - コンタクトロール

Info

Publication number: JP3823576B2
Application number: JP35125498A
Authority: JP
Inventors: 宏新田; 幸順石田; 崇一ノ宮
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2018-12-10
Also published as: JP2000177890A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムや紙、布、箔などのシートを巻き取るに際し、良好な巻姿のシートロール体を得ることができるコンタクトロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フィルムロール体の製造は、コンタクトロールを用いてフィルムの巻口からフィルム層間にかみ込む空気の量を調節して行われる。この空気かみ込み量は、少なすぎるとフィルム同士が接合するブロッキング現象を誘発し、また、多すぎるとしわが発生してフィルムロール体の巻姿不良を引き起こす。
【０００３】
そこで、特開平４−３５００５０号公報では、コンタクトロールに溝を設けて、空気かみ込み量を適正に制御し、上記した問題点を解決することが開示されている。しかし、たとえば、図１に示すように、コンタクトロールに設けられた溝３のリード角θが小さい場合には、ロール周方向で計測した溝幅ｅが大きくなって、フィルム６の端部が溝３に落ち込み、フィルムが折れた状態で巻き取りが行われるため、フィルムロール体の巻姿が悪化する問題があった。
【０００４】
また、実開昭５９−３７２４７号公報では、コンタクトロールの表面に設けたらせん状溝のリード角θを適正化し、空気の排出量を最大にする旨が開示されているが、依然として、ロール周方向で計測した溝幅ｅが大きくなる場合があり、上述と同様にフィルムの端部が折れる問題が発生していた。
【０００５】
さらに、特開平８−１７５７２６号公報では、コンタクトロールに断続的にらせん状の溝を設け、その溝のリード角θを端部ほど大きくする旨が開示されている。しかし、これはシートに生じたしわを延ばす効果は認められるものの、溝が断続的であるために、空気の排除効率が悪く、コンタクトロールとして使用するには不十分であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述のような問題点に鑑み、シートロール体の製造に際し、コンタクトロールの溝へのシート落ち込みを軽減し、適度の空気をかみ込ませながら、巻姿の良好なシートロール体を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、表面にらせん状溝を有するコンタクトロールであって、前記らせん状溝は、ロール軸方向中央部から両端部にかけて対称にそれぞれ２条以上連続して設けられており、かつ、ロール周方向に計測した溝幅ｅが３０ｍｍ以下であり、かつ、前記らせん状溝のロール軸方向に計測した溝幅ｂと溝ピッチｐとが式０．１≦（ｂ／ｐ）≦０．８を満たしており、かつ、前記らせん状溝のリード角θ（ｒａｄ）の絶対値が０．１７〜０．７の範囲にあるコンタクトロールを特徴とするものである。
【０００９】
また、ロール表面がエラストマーで形成されてなることも好ましい。
【００１０】
さらに、らせん状溝の傾斜角α（ｒａｄ）の絶対値および溝深さｄ（ｍｍ）と、エラストマーの硬度Ｈ（゜）との関係が次式の範囲にあることも好ましい。
【００１１】
０．５≦｜α｜≦１．５
１≦ ｄ ≦２０
２０≦ Ｈ ≦６０
また、らせん状溝のエッジが曲面加工および／または面取加工されていることも好ましく、ロール表面の摩擦係数が０．６以下であることも好ましい。
【００１２】
さらに、上記のコンタクトロールを用いるシートロール体の製造方法も好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施態様に係るコンタクトロール１は、図２に示すように、らせん状溝３がロール軸方向の中央部から両端部にかけて対称に連続して設けられ、らせん状溝３にはさまれた部分が突条２を形成している。フィルムなどのシートは、コンタクトロールと接触しながら、矢印Ａ方向に走行する。
【００１４】
らせん状溝は、途中で途切れることなく連続して設けられることにより、シートロール体にかみ込んだ空気を端部の方向へ移動させ、シートロール体の外部へ排出する役割を果たしている。さらに、コンタクトロールの軸方向の中央部を基準として左右対称にらせん状溝を設けることにより、かみ込んだ空気を最短距離にてシートロール体の外部へ排出することができる。上記中央部においては、シートロール体の巻姿不良を生じない程度に、らせん状溝を設けないでおくと、コンタクトロールの回転振れを測定しやすくなり好ましい。
【００１５】
本発明においては、上記のロール周方向に計測したらせん状溝の溝幅ｅを３０ｍｍ以下とする。３０ｍｍ以下とすることにより、シートの端部がらせん状溝に落ち込みにくくなり、折れたりすることなく、良好な巻姿でシートロール体を得ることができる。上記の溝幅ｅは、３０ｍｍ以下であれば巻き取るシートの厚みや弾性率に応じて適宜調節すればよく、厚みが薄く弾性率の低いものほど溝幅ｅを小さくする。
【００１６】
この溝幅ｅが３０ｍｍ以下となるように、らせん状溝を２条以上設ける。
【００１７】
また、らせん状溝のロール軸方向に計測した溝幅ｂと、溝ピッチｐとが式０．１≦（ｂ／ｐ）≦０．８を満たすようにする。らせん状溝は、シートの層間に一定の空気をかみ込ませる役割があり、コンタクトロール表面においてらせん状溝が占める割合の指標であるｂ／ｐ値を上記した範囲とすることにより、シートロール体の巻姿を良好にすることができる。ｂ／ｐ値が０．１を下回ると、空気かみ込み量が少なくなりブロッキングを誘発しやすく、また、０．８を超えると、空気かみ込み量が多くなってしわなどの巻姿欠点を発生しやすくなる。上記のｂ／ｐ値は、フィルムなどのシートの巻取速度が高速なほど小さくすると、空気かみ込み量が適度に少なくなり、より良好な巻姿を得ることができる。
【００１８】
さらに、らせん状溝のリード角θ（ｒａｄ）の絶対値は、０．１７〜０．７の範囲にあるようにする。ここでリード角θとは、図２に示すように、コンタクトロールの周方向とらせん状溝とのなす角をいい、コンタクトロールの周方向を基準として計測する。らせん状溝によって形成された突条は、かみ込んだ空気の一部をシートロール体の端部方向へ排除する機能があり、リード角θを上記した範囲内とすることにより、その排除能が適正化され、空気かみ込み量を適度に調節することができる。リード角θの絶対値が０．１７を下回ると、溝幅ｅが大きくなる傾向があり、シート端部の傾斜溝への落ち込みが発生しやすくなる。また、０．７を超えると、かみ込み空気の排除能が小さくなり、しわなどの巻姿欠点を生じやすくなる。
【００１９】
リード角θは、その絶対値が幅方向で一定であることが好ましい。リード角θが、端部にかけて大きくなっていると、シートロール体の中心部付近でかみ込んだ空気を端部へ移動させて、シートロール体の外部に逃しにくくなる。
【００２０】
コンタクトロールは、その表面がエラストマーで形成されていると好ましい。これにより、振動などを吸収したり、シートの幅方向で均一に押圧したりすることができ、より巻姿の良いシートロール体を得ることができる。ここで、エラストマーとはＪＩＳＫ６９００に記載の高分子材料のことをいい、たとえば、ＮＲ（天然ゴム）やＩＲ（イソプレンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＩＩＲ（イソブチレンイソプレンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン樹脂）といったゴム材料を使用することができる。
【００２１】
また、上記のようにコンタクトロールの表面をエラストマーで形成した場合、図３に示すように、らせん状溝３の傾斜角α（ｒａｄ）の絶対値が０．５〜１．５の範囲にあり、かつ、溝深さｄ（ｍｍ）が１〜２０の範囲にあり、かつ、上記エラストマーの硬度Ｈ（゜）が２０〜６０の範囲にあることが好ましい。αの絶対値、ｄおよびＨを上記の範囲とすることにより、突条２が安定して同方向に一定量だけ変形し、シートロール体へ付与される面圧の幅方向における均一性を保持することができ、より巻姿の良好なシートロール体を得ることができる。ここで、傾斜角αとは、図３に示すように、らせん状溝の縦断面において、コンタクトロールの軸方向とらせん状溝とのなす角をいい、コンタクトロールの軸方向を基準として計測する。また、硬度Ｈとは、ＪＩＳＫ６３０１Ａ級に規定されているゴム硬さをいう。
【００２２】
また、らせん状溝のエッジは、たとえば、図３に示すように、エッジＲの部分が曲面加工されていたり、図４に示すように、エッジＣの部分が面取加工されていると好ましい。らせん状溝のエッジが上記のように加工されていることにより、フィルムなどのシートに発生しがちな擦り傷を低減することができる。また、面取り加工を複数回にわたって行ったり、面取加工をすることにより生じたエッジをさらに曲面加工したりすることにより、擦り傷の発生をより低減することもできる。
【００２３】
コンタクトロール表面の摩擦係数は０．６以下であることが好ましい。摩擦係数が０．６を超えると、シートとコンタクトロールの接触部位におけるわずかな周速差によって、シートが過大な張力を受けて巻姿不良となったり、シートに擦り傷が生じたりしやすくなる。
【００２４】
ここでいう摩擦係数は、図５にその概略を示した装置によって測定した値をいう。図５において、シート６は矢印Ｂ方向に走行しており、被測定ロール（コンタクトロール）９を出側ロール８と入側ロール１０との間に配して、矢印Ｘ方向の出側張力Ｔ₁と、矢印Ｙ方向の入側張力Ｔ₂と、巻付角βとから下記式により摩擦係数μを算出する。
【００２５】
μ＝β^-1ｌｎ（Ｔ₁／Ｔ₂）
本発明のコンタクトロールは、らせん状溝を形成するに際し、たとえば、切削や転造といった方法を用いることができ、さらに、突条を円筒に巻き付けてらせん状溝を形成するといった方法も用いることができる。中でも、加工が容易で高精度な溝を形成することのできる切削加工を用いると好ましい。
【００２６】
上述のように、本発明のコンタクトロールは、図６に示すように、シート６をコア７に巻き取ってシートロール体５を製造するのに好適に使用することができる。特に、フィルムを巻き取り、フィルムロール体を製造するのに好適に使用することができる。
【００２７】
【実施例】
実施例、比較例ともに、フィルムの巻取装置（スリッタ）を用いてコンタクトロールの性能を評価した。シートとして、厚み１５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用い、巻取速度を２００ｍ／分、巻長を１０，０００ｍとして、ガラス繊維強化樹脂製のコアにフィルムロール体として巻き取った。巻取条件は、いずれも面圧を３００Ｎ／ｍ、張力を５０Ｎ／ｍとした。また、コンタクトロールの共通仕様として、外径を１５０ｍｍ、面長を３．１ｍ、表面材料を硬度Ｈが３０゜のＮＢＲ、傾斜角αを１．２ｒａｄとしたものを使用した。上記のフィルムとの摩擦係数はいずれも０．３であった。
【００２８】
コンタクトロールの評価は、得られたシートロール体の巻姿不良であるしわの発生状態をもって行った。このしわは、過大なかみ込み空気量やその不均一性による縦しわと、フィルム端部がコンタクトロールの溝に落ち込んで発生する折れしわとに分類された。しわ発生率は、それぞれ１０回巻き取りを行ったうちの、上記両者のしわ欠点発生回数をもって算出した。
【００２９】
（実施例１〜３）
それぞれ表１に示す溝幅ｅ、溝幅ｂ、ｂ／ｐ、リード角θ、らせん状溝の条数のコンタクトロールを使用した。結果を表１にあわせて示す。いずれも、かみ込み空気量が少なすぎる場合に生ずるブロッキングは発生せず、しわ発生率も４０％以下に抑えることができた。
【００３０】
（比較例１〜３）
実施例１と同様に、使用したコンタクトロールの仕様と結果を表１に示す。比較例１、２はいずれも、溝幅ｅが大きいために端部折れしわが発生した。比較例３は、コンタクトロールの軸方向中央部と両端部でらせん溝の形態を変化させた例である。この場合、端部で溝幅ｅを小さくしたため端部折れしわは発生しなかったが、リード角θが端部で中央部に比べて大きくなっているため、かみ込み空気の排除量が不足し、縦しわが発生した。
【００３１】
【表１】

【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、コンタクトロールの表面にらせん状溝を有し、このらせん状溝は、ロール軸方向中央部から両端部にかけて対称に連続して設けられ、かつ、ロール周方向に計測した溝幅が３０ｍｍ以下なので、シートの端部がらせん状溝に落ち込みにくく、折れの少ない巻姿の良好なシートロール体を得ることができる。
【００３３】
しかも、らせん状溝のロール軸方向に計測した溝幅ｂと、溝ピッチｐとが式０．１≦（ｂ／ｐ）≦０．８を満たしているので、シートロール体にかみ込む空気の量を適度に調節することができるので、しわやブロッキングが発生しにくいシートロール体を得ることができる。
【００３４】
さらに、らせん状溝のリード角θの絶対値が０．１７〜０．７ｒａｄの範囲にあるので、かみ込んだ空気を均一に分布させることができるので、しわなどが発生しにくい、さらに巻姿の良好なシートロール体を得ることができる。
これらの構成により、実施例に記載のとおりシート端部の折れしわおよび縦しわのいずれの発生をも防止し、しかもブロッキングの発生しにくいシートロール体を得ることができる。
【００３５】
また、ロール表面がエラストマーで形成されている場合には、振動などを吸収したり、シートの幅方向で均一に押圧したりすることができ、より巻姿の良好なシートロール体を得ることができる
さらに、らせん状溝の傾斜角や、らせん状溝の深さや、エラストマーの硬度が一定の範囲内にある場合には、シートロール体にかみ込む空気の量をより均一に分布させることができ、シートロール体の巻姿を良好に保つことができる。
【００３６】
また、らせん状溝のエッジが曲面加工や面取加工されている場合には、シートにらせん状溝の鋭角な部分が接触しにくくなるので、シートに擦り傷が発生しにくい良好な品質のシートロール体を得ることができる。
【００３７】
さらに、ロール表面の摩擦係数が０．６以下である場合には、シートに過大な張力がかかったり、滑りが生じたりしにくくなるので、破れや擦り傷の少ないシートロール体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のコンタクトロールの溝を示す概略平面図である。
【図２】本発明の一実施態様に係るコンタクトロールの概略正面図である。
【図３】図２に示すコンタクトロールのらせん状溝の一部を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明の別の実施態様に係るコンタクトロールのらせん状溝の一部を示す概略縦断面図である。
【図５】摩擦係数を測定するための装置の概略側面図である。
【図６】図２に示すコンタクトロールをシートロール体製造に用いたときの一実施態様を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１：コンタクトロール
２：突条
３：らせん状溝
５：シートロール体
６：シート
７：コア
８：出側張力検出ロール
９：被測定ロール
１０：入側張力検出ロール
θ：リード角
ｐ：溝ピッチ
ｂ：らせん状溝のロール軸方向に計測した溝幅
ｅ：らせん状溝のロール周方向に計測した溝幅
Ｒ：曲面加工されたらせん状溝のエッジ
Ｃ：面取加工されたらせん状溝のエッジ
β：巻付角

Claims

表面にらせん状溝を有するコンタクトロールであって、前記らせん状溝は、ロール軸方向中央部から両端部にかけて対称にそれぞれ２条以上連続して設けられており、かつ、ロール周方向に計測した溝幅ｅが３０ｍｍ以下であり、かつ、前記らせん状溝のロール軸方向に計測した溝幅ｂと溝ピッチｐとが式０．１≦（ｂ／ｐ）≦０．８を満たしており、かつ、前記らせん状溝のリード角θ（ｒａｄ）の絶対値が０．１７〜０．７の範囲にあることを特徴とするコンタクトロール。
ロール表面がエラストマーで形成されてなる、請求項１に記載のコンタクトロール。
前記らせん状溝の傾斜角α（ｒａｄ）の絶対値および溝深さｄ（ｍｍ）と、エラストマーの硬度Ｈ（゜）との関係が次式の範囲にある、請求項２に記載のコンタクトロール。
０．５≦｜α｜≦１．５
１≦ ｄ ≦２０
２０≦ Ｈ ≦６０
前記らせん状溝のエッジが曲面加工および／または面取加工されている、請求項１〜３のいずれかに記載のコンタクトロール。
ロール表面の摩擦係数が０．６以下である、請求項１〜４のいずれかに記載のコンタクトロール。
請求項１〜５のいずれかに記載のコンタクトロールを用いることを特徴とするシートロール体の製造方法。