JP6839018B2 - Calculation system, calculation method, and winding method - Google Patents
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Description
本発明は、算出システム、算出方法、及び巻取り方法に関する。 The present invention, calculation system, calculation method, and relates to a winding method.
従来、静電容量式タッチパネルでは、通常、導電性パターン層の視認側に、ハードコートフィルムを介してトッププレートとしてのガラス板やアクリル板を積層する。このとき、ハードコートフィルムと導電性パターン層等との接着は、リワーク性や貼り合わせの容易性等の観点から、積層面の外周部にのみ粘着剤層を設け、ハードコートフィルムと導電性パターン層との間には、エアギャップが形成される場合が多い。かかるエアギャップがハードコートフィルムや導電性パターン層等との間に屈折率差を発生させることにより、光の散乱による輝度・コントラストの低下を招き、画面の視認性が低下しやすくなるという問題が見られた。そこで、ハードコートフィルムと導電性パターン層との積層面の全面に光学透明粘着剤からなる厚膜の層を設ける技術がある。特許文献1には、厚膜の粘着剤層を形成する場合であっても、成分分布の均一性に優れた粘着剤層を安定的に得ることができる。これにより粘着剤層における応力の局所的な集中を効果的に抑制することが可能となり、ひいては耐ブリスター性に優れた粘着剤層を安定的に得ることができる無溶剤型粘着剤組成物、それを硬化してなる粘着剤および粘着剤の製造方法が開示されている。
Conventionally, in a capacitive touch panel, a glass plate or an acrylic plate as a top plate is usually laminated on the visible side of the conductive pattern layer via a hard coat film. At this time, in order to bond the hard coat film to the conductive pattern layer or the like, an adhesive layer is provided only on the outer peripheral portion of the laminated surface from the viewpoint of reworkability and ease of bonding, and the hard coat film and the conductive pattern layer are bonded. An air gap is often formed between the layers. When such an air gap causes a difference in refractive index between the hard coat film and the conductive pattern layer, the brightness and contrast are lowered due to light scattering, and the visibility of the screen is likely to be lowered. It was seen. Therefore, there is a technique of providing a thick film layer made of an optical transparent adhesive on the entire surface of the laminated surface of the hard coat film and the conductive pattern layer. According to
ところで、このような粘着剤層(以下、「粘着層」という)からなる厚膜の層は、剥離層に挟まれた長尺状のシート(以下、「シート」とする。)の形状で製品化される場合が多い。粘着層を剥離層で挟むことにより、粘着層の品質を保つことができる。また、一般にシート製品は、筒状の巻き芯などにシートの長手方向に沿って巻き取られ、略円柱形状の巻取りロール体の形で保管される。これにより、シートの保管に必要な場所をコンパクトに抑えることができる。また、巻取りロール体の形でシートが搬送される。これにより搬送に必要な場所がコンパクトに抑えられる他に、搬送先では巻かれたシートを必要な分だけ引き出して加工したり使用したりすればよく、取り扱いが容易となる。このように、シートが巻取りロール体の形で保管したり、搬送したりすることにより効率よくシートを取り扱うことができる。しかしながら、上述したようなシートにおいては、膜厚が増したことにより、巻取りロール体の作成においてシートを巻き芯に巻き取る際にシートにシワが生じ易くなり、一度シワが発生するとシートの製品としての品質が著しく損なわれてしまう場合がある。 By the way, the thick film layer composed of such an adhesive layer (hereinafter referred to as "adhesive layer") is a product in the form of a long sheet (hereinafter referred to as "sheet") sandwiched between the release layers. It is often converted. By sandwiching the adhesive layer between the release layers, the quality of the adhesive layer can be maintained. Further, in general, a sheet product is wound around a tubular winding core or the like along the longitudinal direction of the sheet, and is stored in the form of a winding roll body having a substantially cylindrical shape. As a result, the space required for storing the sheet can be kept compact. In addition, the sheet is conveyed in the form of a take-up roll body. As a result, the place required for transportation can be kept compact, and at the transportation destination, the wound sheet can be pulled out as much as necessary for processing or use, which facilitates handling. In this way, the sheet can be handled efficiently by storing or transporting the sheet in the form of a take-up roll body. However, in the sheet as described above, due to the increased film thickness, wrinkles are likely to occur in the sheet when the sheet is wound around the winding core in the production of the winding roll body, and once wrinkles occur, the sheet product The quality of the product may be significantly impaired.
本発明のいくつかの態様は、シートを曲げた際にシワが発生する度合を算出することができる算出システム、及び算出方法を提供することと、この算出システム、算出方法を用
いて算出させるシワが発生する度合を考慮して、シートにシワが発生しないようにシートを巻取る巻取り方法を提供することを目的とする。
Some aspects of the present invention provide a calculation system and a calculation method capable of calculating the degree of wrinkles generated when a sheet is bent, and wrinkles calculated using the calculation system and the calculation method. It is an object of the present invention to provide a winding method for winding a sheet so that wrinkles do not occur on the sheet in consideration of the degree of occurrence of the sheet.
上述した課題を解決するために本発明の一実施形態の算出システムは、内側層、中間層、外側層の順に積層された三層により形成される長尺状のウェブにおいて、前記ウェブを円柱状ローラの胴面に抱かせた際に、曲げの内側となる前記内側層にシワが発生する度合をシワ発生度として算出する算出システムである。算出システムは、前記内側層のヤング率、及び前記三層それぞれの厚みに基づいて、前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際に前記内側層に発生するシワの波長であるシワ波長を算出する第1算出手段と、前記ウェブの中立軸位置、前記ウェブの厚み、前記内側層の厚み、前記内側層のヤング率、及び前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際の曲率に基づいて、前記内側層に作用する曲げ圧縮応力を算出する第2算出手段と、前記シワ波長、前記内側層のヤング率、及び前記三層それぞれの厚みに基づいて、前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際に前記内側層にシワを発生させる圧縮応力であるシワ発生応力を算出する第3算出手段と、前記曲げ圧縮応力と前記シワ発生応力とに基づいて、前記シワ発生度を算出する第4算出手段と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the calculation system according to the embodiment of the present invention has a long web formed by three layers in which an inner layer, an intermediate layer, and an outer layer are laminated in this order, and the web is formed into a columnar shape. This is a calculation system that calculates the degree of wrinkles in the inner layer, which is the inside of bending when the roller is held on the body surface of the roller, as the degree of wrinkles. The calculation system is based on the Young's modulus of the inner layer and the thickness of each of the three layers, which is the wavelength of wrinkles generated in the inner layer when the web is held on the body surface of the columnar roller. The first calculation means for calculating the wavelength, the neutral axis position of the web, the thickness of the web, the thickness of the inner layer, the Young's modulus of the inner layer, and the web were held on the body surface of the columnar roller. The web is provided based on the second calculation means for calculating the bending compressive stress acting on the inner layer based on the curvature, the wrinkle wavelength, the Young's modulus of the inner layer, and the thickness of each of the three layers. Based on the third calculation means for calculating the wrinkle-generating stress, which is the compressive stress that causes wrinkles in the inner layer when the columnar roller is held on the body surface, and the bending compressive stress and the wrinkle-generating stress. A fourth calculation means for calculating the degree of wrinkle occurrence.
また、上述した算出システムにおいては、前記第1算出手段は、後述の(1)式から(4)式を用いて、(4)式に示す前記シワ波長λを算出する手段であり、前記第2算出手段は、後述の(5)式から(7)式を用いて、(7)式に示す前記曲げ圧縮応力σrを算出する手段であり、前記第3算出手段は、後述の(8)式に示す前記シワ発生応力σcrを算出する手段であり、前記第4算出手段は、後述の(9)式に示す前記シワ発生度Aを算出する手段である。 Further, in the above-mentioned calculation system, the first calculation means is a means for calculating the wrinkle wavelength λ shown in the formula (4) by using the formulas (1) to (4) described later, and the first calculation means. The 2 calculation means is a means for calculating the bending compressive stress σ r shown in the equation (7) by using the equations (5) to (7) described later, and the third calculation means is the means for calculating the bending compressive stress σ r described later in (8). ) Is a means for calculating the wrinkle generation stress σ cr shown in the formula (), and the fourth calculation means is a means for calculating the wrinkle occurrence degree A shown in the formula (9) described later.
また、本発明の一実施形態の算出方法は、内側層、中間層、外側層の順に積層された三層により形成される長尺状のウェブにおいて、前記ウェブを円柱状ローラの胴面に抱かせた際に曲げの内側となる前記内側層にシワが発生する度合をシワ発生度として算出する算出方法である。算出方法は、前記内側層のヤング率、及び前記三層それぞれの厚みに基づいて、前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際に前記内側層に発生するシワの波長であるシワ波長を算出する第1算出工程と、前記ウェブの中立軸位置、前記ウェブの厚み、前記内側層の厚み、前記内側層のヤング率、及び前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際の曲率に基づいて、前記内側層に作用する曲げ圧縮応力を算出する第2算出工程と、前記シワ波長、前記内側層のヤング率、及び前記三層それぞれの厚みに基づいて、前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際に前記内側層にシワが発生するシワ発生応力を算出する第3算出工程と、前記曲げ圧縮応力と前記シワ発生応力とに基づいて、シワ発生度を算出する第4算出工程と、を備える。 Further, in the calculation method of one embodiment of the present invention, in a long web formed by three layers in which an inner layer, an intermediate layer, and an outer layer are laminated in this order, the web is held on the body surface of a columnar roller. This is a calculation method for calculating the degree of wrinkling in the inner layer, which is the inside of bending when squeezed, as the degree of wrinkling. The calculation method is based on the Young's modulus of the inner layer and the thickness of each of the three layers, which is the wavelength of wrinkles generated in the inner layer when the web is held on the body surface of the columnar roller. The first calculation step of calculating the wavelength, the neutral axis position of the web, the thickness of the web, the thickness of the inner layer, the Young's modulus of the inner layer, and the web were held on the body surface of the columnar roller. Based on the second calculation step of calculating the bending compressive stress acting on the inner layer based on the curvature, the wrinkle wavelength, the Young's modulus of the inner layer, and the thickness of each of the three layers, the web is formed. The degree of wrinkle generation is based on the third calculation step of calculating the wrinkle generation stress in which wrinkles are generated in the inner layer when the columnar roller is held on the body surface, and the bending compressive stress and the wrinkle generation stress. A fourth calculation step for calculating the above.
また、本発明の一実施形態の巻取り方法は、上記の算出システムが算出したシワ発生度が、前記ウェブにシワが発生しないように前記ウェブを巻取るように定められる所定の判定基準を満たすように、巻き芯の半径、前記ウェブを形成する三層それぞれの厚み、および前記ウェブを形成する三層それぞれのヤング率の各々を設計する設計工程と、前記設計工程により調整された半径の巻き芯に前記ウェブを巻き取り、巻取りロール体を生成する巻取り工程とを備える。 Further, in the winding method of one embodiment of the present invention, the wrinkle occurrence degree calculated by the above calculation system satisfies a predetermined determination criterion determined to wind the web so that the web does not have wrinkles. As described above, the design process of designing the radius of the winding core, the thickness of each of the three layers forming the web, and the Young ratio of each of the three layers forming the web, and the winding of the radius adjusted by the design process. The core is provided with a winding step of winding the web to generate a winding roll body.
この発明の一態様によれば、シートを曲げた際にシワが発生する度合を算出することができる。 According to one aspect of the present invention, the degree to which wrinkles occur when the sheet is bent can be calculated.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、図面における要素の形状及び大きさ等はより明確な説明のために誇張されることがある。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the inventions that fall within the scope of the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention. In the drawings, the same or similar parts may be designated by the same reference numerals to omit duplicate explanations. In addition, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer explanation.
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」、「有する」や「備える」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。 When a part of the specification is to "include", "have", or "provide" a component, this does not exclude other components unless otherwise stated. It means that it can further include the components of.
以下、実施形態の算出システム10、および巻取りロール体3を、図面を参照して説明する。
Hereinafter, the
(シート2について)
まず、シート2について説明する。シート2は、外側層、中間層、および内側層の三層により構成される長尺状のシートである。
(About sheet 2)
First, the
本実施形態において、中間層の厚みは200〜3000[μm]が好ましく、特に250〜1000[μm]が好ましい。外側層と内側層の材質は、熱可塑性樹脂が好ましいが鉄、銅、アルミニウム等の金属箔や紙製であってもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリスチレン(PS)、ポリイミド(PI)、ポリカーボネート(PC)などである。外側層と内側層の材質は、互いに同じ材質のものであってもよいし、互いに異なる材質のものであってもよい。外側層と内側層には、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、長鎖アルキル系樹脂等の剥離処理が施されていてもよいし、ほどこされていなくともよい。また、外側層と内側層の厚みは特に限定されない。外側層と内側層のそれぞれの厚みは、互いに同じ厚みであってよいし、外側層と内側層とで互いに異なる厚みであってもよい。
中間層としては、外側層と内側層と同じ材質のものやさらにゴムや粘着剤などであってもよい。ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を例示することができる。粘着剤としては、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系、ゴム系などを例示できる。
In the present embodiment, the thickness of the intermediate layer is preferably 200 to 3000 [μm], particularly preferably 250 to 1000 [μm]. The material of the outer layer and the inner layer is preferably a thermoplastic resin, but may be made of a metal foil such as iron, copper, or aluminum, or paper. Examples of the thermoplastic resin include polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polystyrene (PS), polyimide (PI), and polycarbonate (PC). The materials of the outer layer and the inner layer may be the same material or different materials from each other. The outer layer and the inner layer may or may not be peeled from a silicone-based resin, a fluororesin, a long-chain alkyl-based resin, or the like. Further, the thicknesses of the outer layer and the inner layer are not particularly limited. The thickness of the outer layer and the inner layer may be the same as each other, or the thickness of the outer layer and the inner layer may be different from each other.
The intermediate layer may be made of the same material as the outer layer and the inner layer, or may be rubber or an adhesive. Examples of the rubber include natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, acrylic rubber, urethane rubber, silicone rubber, and fluororubber. Examples of the pressure-sensitive adhesive include acrylic type, silicone type, polyester type, epoxy type, urethane type, and rubber type.
図4は、シート2が曲げられた場合におけるシート2の状態を説明するための図である。図4(a)、(b)は、ともにシート2が曲げられた状態をシート面に垂直な断面からみた図である。図4(a)に示すように、シート2は、剥離層20、粘着層22、剥離層24の順に積層された3層により形成される。つまり、シート2は、粘着層22を剥離層20、24で挟んで形成される。
図4(a)、(b)に示すように、シート2は、例えば円筒形の巻き芯1の胴面(側面)に沿って湾曲するようにして巻き芯1に巻き取られることにより、曲げられる。このようにして、シート2が曲げられると、図4(b)に示すように、シート2を曲げた際にシート2の曲げの内側となる剥離層24にシワが生じる場合がある。
FIG. 4 is a diagram for explaining a state of the
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
本明細書中において「シート2を曲げる」「シート2を曲げた」とは、長尺状のウェブを円柱状ローラ(巻き芯1ともいう)の胴面に抱かせる際に、当該胴面の曲面に沿って湾曲させることを指す。
In the present specification, "bending the
このように、外側層、中間層、内側層の順に積層された3層により形成される長尺状のシート2が巻き芯1に抱かれるように巻き芯1の胴面に沿って湾曲し、巻き芯1に巻き取られる場合に、巻きの内側となった内側層にシワが発生し易くなる。本実施形態の算出システム10は、このシワが生じる度合を示すシワ発生度を算出する。ここで、シート2は「ウェブ」の一例である。剥離層20、24のいずれか一方は「外側層」の一例であり、他方は「内側層」の一例である。粘着層22は「中間層」の一例である。以下の説明においては、シート2を巻き芯1に巻き取る場合に、剥離層24が内側にくる内側層として説明する。
In this way, the
(算出システム10について)
ここで、算出システム10について説明する。
図1は、実施形態の算出システム10の構成図である。図1に示すように、算出システム10は、シワ波長算出手段11(「第1算出手段」の一例)と、曲げ圧縮応力算出手段12(「第2算出手段」の一例)と、シワ発生応力算出手段14(「第3算出手段」の一例)と、シワ発生度算出手段16(「第4算出手段」の一例)を備える。
算出システム10には、シート2を形成する三層(剥離層20、24、および粘着層22)それぞれの厚み、それぞれのヤング率、巻き芯1の半径、臨界値kなどのパラメータが入力される。これらのパラメータは、例えば図示しない外部入力装置をユーザなどが操作することよって、当該外部入力装置から算出システム10に入力される。外部入力装置は、例えば、マウスやキーボード等である。
シワ波長算出手段11は、剥離層24のヤング率、剥離層20、24、および粘着層22の三層それぞれの厚みに基づいて、剥離層24に生じるシワの波長λを算出する。シワ波長算出手段11は、算出したシワ波長λを、曲げ圧縮応力算出手段12へ出力することができる。
(About calculation system 10)
Here, the
FIG. 1 is a configuration diagram of the
Parameters such as the thickness of each of the three layers (peeling layers 20, 24 and the adhesive layer 22) forming the
The wrinkle wavelength calculating means 11 calculates the wavelength λ of wrinkles generated in the
シワ波長算出手段11は、まず、剥離層24の曲げ剛性EIを算出する。剥離層24の曲げ剛性EIは以下の(1)式により示される。ここで、Einは剥離層24のヤング率、tinは剥離層24の厚みを示す。
The wrinkle wavelength calculating means 11 first calculates the flexural rigidity EI of the
上記(1)式に示すように曲げ剛性EIは、剥離層24のヤング率Einに剥離層24の厚みtinの三乗を乗算した値である。なお、ヤング率は、素材ごとに決まる値であり、曲がりやすい素材(例えば、ゴム素材)のヤング率は、曲がりにくい素材(例えば、ガラス素材)と比較して低い値となる。また、当該曲げ剛性EIにおいては、シート2の幅は、シワ発生には影響しないため、考慮していない。
Flexural rigidity as shown in equation (1) EI is a value obtained by multiplying the cube of the thickness t in the
また、シワ波長算出手段11は、次に、厚み比νを算出する。厚み比νは以下の(2)式により示される。ここで、tmidは粘着層22、toutは剥離層20のそれぞれの厚みを示す。
Further, the wrinkle wavelength calculation means 11 next calculates the thickness ratio ν. The thickness ratio ν is expressed by the following equation (2). Here, t mid indicates the thickness of the
(2)式に示すように厚み比νは、粘着層22の厚みtmidを、剥離層20の厚みtoutで除算した値である。
As shown in the equation (2), the thickness ratio ν is a value obtained by dividing the thickness t mid of the adhesive layer 22 by the thickness to out of the
さらにシワ波長算出手段11は、剛性パラメータGを算出する。剛性パラメータGは以下の(3)式により示される。ここで、曲げ剛性EIは上記(1)式で、厚み比νは上記(2)式で、それぞれ示される値である。 Further, the wrinkle wavelength calculating means 11 calculates the rigidity parameter G. The rigidity parameter G is represented by the following equation (3). Here, the flexural rigidity EI is the value shown by the above equation (1), and the thickness ratio ν is the value shown by the above equation (2).
(3)式に示すように剛性パラメータGは、厚み比νと曲げ剛性EIとを乗算した値である。 As shown in the equation (3), the rigidity parameter G is a value obtained by multiplying the thickness ratio ν and the flexural rigidity EI.
そして、シワ波長算出手段11は、剥離層24に生じるシワの波長(シワ波長)λを算出する。剥離層24に生じるシワの波長λは、以下の(4)式により示される。ここで、剛性パラメータGは上記(3)式で示される値である。
Then, the wrinkle wavelength calculating means 11 calculates the wrinkle wavelength (wrinkle wavelength) λ generated in the
(4)式に示すように、シワ波長λは、剛性パラメータGの関数である。
このように、シワ波長算出手段11は、剥離層24のヤング率、剥離層20、24、および粘着層22の三層それぞれの厚みに基づいて、剥離層24に生じるシワの波長λを算出する。
As shown in Eq. (4), the wrinkle wavelength λ is a function of the stiffness parameter G.
As described above, the wrinkle wavelength calculating means 11 calculates the wavelength λ of the wrinkles generated in the
本実施形態においては、シート2を曲げたときに内側に生じるシワの波長λが、内側の剥離層24のヤング率Ein、シート2を形成する三層それぞれの厚み(tout、tmid、tin)に関係する。従って、シワ波長算出手段11は、内側の剥離層24のヤング率Ein、シート2を形成する三層それぞれの厚み(tout、tmid、tin)を用いて、シワ波長λを算出する。
上記(1)式に示すように、曲げ剛性EIは、剥離層24のヤング率Ein、および剥離層24の厚みtinの三乗に比例する。また、(2)式に示すように厚み比νは、粘着層22の厚みtmidに比例し、剥離層20の厚みtoutに反比例する。また、(3)式に示すように剛性パラメータGは、厚み比νと曲げ剛性EIとのそれぞれに比例する。また、(4)式に示すとおり、シワ波長λは、剛性パラメータGの関数である。
つまり、(1)〜(3)式に示すように、剛性パラメータGは、粘着層22の厚みtmid、剥離層24のヤング率Ein、および剥離層24の厚みtinの三乗にそれぞれ比例する。また、剛性パラメータGは、剥離層20の厚みtoutに反比例する。剛性パラメータGは、粘着層22、剥離層24のそれぞれの厚みが大きいほど、また剥離層24のヤング率Einが高い(変形しにくい)ほど、大きな値となる。また、剛性パラメータGは、剥離層20の厚みtoutが小さいほど、大きな値となる。
一方、y=xa(aは正の定数)で示される関数は、xが正の実数である場合、xが増加するにつれてyが増加する単調増加関数である。つまり、(4)式においては、剛性パラメータGが大きくなる(例えば、粘着層22の厚みが大きくなる)ほど、シワ波長λは大きくなる。また、剥離層24のヤング率Einが大きくなるほど、シワ波長λは大きくなる。また、剥離層24の厚みtinが厚くなるほど、シワ波長λは大きくなる。また、剥離層20の厚みが薄いほど、シワ波長λは大きくなる。
In the present embodiment, the wavelength λ of the wrinkles generated inside when the
As shown in equation (1), bending rigidity EI is proportional to the cube of the thickness t in the Young's modulus E in, and
That is, (1) to (3) as shown in equation stiffness parameter G, the thickness t mid of the
On the other hand, the function represented by y = x a (a is a positive constant) is a monotonically increasing function in which y increases as x increases when x is a positive real number. That is, in the equation (4), the wrinkle wavelength λ becomes larger as the rigidity parameter G becomes larger (for example, the thickness of the
ここで、剛性パラメータGとシワ波長λの関係を、図2、図5を用いて説明する。図2は、剛性パラメータGとシワ波長λの関係を説明するための図である。図5は、シワ波長λを説明するための図である。図2は、横軸に剛性パラメータG、縦軸にシワ波長λを示す。図2に示す点は、シート2の素材や厚みを変えた場合における各シート2それぞれに生じるシワ波長λを、そのシート2の剛性パラメータGごとにプロットしたものである。また、図2に示す曲線Lは、当該プロットした点群から求めた近似曲線である。
Here, the relationship between the rigidity parameter G and the wrinkle wavelength λ will be described with reference to FIGS. 2 and 5. FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the rigidity parameter G and the wrinkle wavelength λ. FIG. 5 is a diagram for explaining the wrinkle wavelength λ. In FIG. 2, the horizontal axis shows the rigidity parameter G, and the vertical axis shows the wrinkle wavelength λ. The points shown in FIG. 2 are plots of the wrinkle wavelength λ generated in each
本実施形態においては、実際にシワ波長λを測定したデータを収集し、収集したデータが示す剛性パラメータGとシワ波長λの関係を近似する曲線Lを算出する。これにより、シワ波長算出手段11は、剛性パラメータGとシワ波長λの関係を、曲線Lにより求める。
図5に示すように、シワ波長は、曲げの内側となる剥離層24に生じたシワの断面の形状を曲線とみなし、この曲線を正弦波形とした場合の、正弦波の波長を示す。シワ波長λは、例えば、マイクロスコープ等でシート2の断面を観察することにより測定される。
図2の点群が示すように、剛性パラメータGに対するシワ波長λには、剛性パラメータGが大きくなるにつれてシワ波長λが大きくなる一定の傾向がある。この一定の傾向を、近似曲線で示すことにより、シワ波長算出手段11は、任意の剛性パラメータGに対するシワ波長λを算出することができる。本実施形態において近似曲線は、(4)式に示すような、y=xaの形で示されるべき乗の関数で近似しているが、これに限定されない。近似曲線は、線形関数で近似したものであってもよいし、指数関数で近似したものであってもよいし、他の関数で近似したものであってもよい。また、シワ波長算出手段11は、例えばシワ波長λを実際に測定したデータが追加された場合などには、近似曲線を算出し直してもよい。また、シワ波長算出手段11は、近似曲線を用いずに、シワ波長λを算出する算出対象のシート2に生じたシワ波長λを実際に計測した値を用いて、算出したシワ波長λとしてもよい。
In the present embodiment, data obtained by actually measuring the wrinkle wavelength λ is collected, and a curve L that approximates the relationship between the rigidity parameter G and the wrinkle wavelength λ indicated by the collected data is calculated. As a result, the wrinkle wavelength calculation means 11 obtains the relationship between the rigidity parameter G and the wrinkle wavelength λ from the curve L.
As shown in FIG. 5, the wrinkle wavelength indicates the wavelength of a sine wave when the shape of the cross section of the wrinkle generated in the
As shown by the point cloud in FIG. 2, the wrinkle wavelength λ with respect to the rigidity parameter G has a constant tendency for the wrinkle wavelength λ to increase as the rigidity parameter G increases. By showing this constant tendency with an approximate curve, the wrinkle wavelength calculation means 11 can calculate the wrinkle wavelength λ for an arbitrary rigidity parameter G. Approximate curve in the present embodiment, (4) as shown in the expression but is approximated by a power function, shown in the form of y = x a, is not limited to this. The approximate curve may be approximated by a linear function, an exponential function, or another function. Further, the wrinkle wavelength calculation means 11 may recalculate the approximate curve, for example, when data obtained by actually measuring the wrinkle wavelength λ is added. Further, the wrinkle wavelength calculation means 11 may be used as the wrinkle wavelength λ calculated by actually measuring the wrinkle wavelength λ generated on the
図1に戻り、曲げ圧縮応力算出手段12は、シート2の中立軸位置mと、剥離層20、24、および粘着層22の三層それぞれの厚みと、剥離層24のヤング率Einと、巻き芯1の半径rと、に基づいて、曲げ圧縮応力σrを算出する。曲げ圧縮応力σrは、シート2が曲げられることにより生じる剥離層24を圧縮させる力である。ここで、剥離層24を圧縮しようとする力が剥離層24に作用した場合に、剥離層24が圧縮(変化)に対する抵抗する力を曲げ圧縮応力とする場合があるが、剥離層24を圧縮しようとする力と曲げ圧縮応力とが釣り合っていることから、本実施形態においては、剥離層24を圧縮しようとする力を、曲げ圧縮応力という。
Returning to FIG. 1, the bending compressive stress calculating means 12 includes the neutral axis position m of the
曲げ圧縮応力算出手段12は、シート2の中立軸位置mを算出する。
まず、中立軸位置mについて、図3を用いて説明する。図3は、中立軸位置mを説明するための図である。シート2を巻き芯1に沿って曲げた場合、シート2の外側の層(剥離層20)には引っ張られる方向に力が作用する一方で、シート2の内側の層(剥離層24)には圧縮される方向に力が作用する。すなわち、シート2を曲げた場合に、シート面の外側(剥離層20)と内側(剥離層24)とで、反対方向の力が作用している。また、剥離層20から剥離層24までの間の、シート面に垂直な線上において、引っ張られる方向の力と圧縮される方向の力とがともに作用しない力の均衡位置がある。このような力の均衡位置を中立軸位置mという。
中立軸位置mは、以下の(5)式で示される。ここで、h1は剥離層20の厚み、h2は剥離層20と粘着層22との厚みの和、h3は剥離層20と粘着層22と剥離層24との各々の厚みの和、をそれぞれ示す。
The bending compressive stress calculating means 12 calculates the neutral axis position m of the
First, the neutral axis position m will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the neutral axis position m. When the
The neutral axis position m is represented by the following equation (5). Here, h 1 is the thickness of the
また、曲げ圧縮応力算出手段12は、距離y´を算出する。距離y´は、図3に示すように、中立軸位置mから剥離層24の中間位置までの距離である。距離y´以下の(6)式で示される。
Further, the bending compressive stress calculating means 12 calculates the distance y'. As shown in FIG. 3, the distance y'is the distance from the neutral axis position m to the intermediate position of the
上記(6)式においては、剥離層24の中間位置として、剥離層24の上面からtin/2の位置を用いたが、これに限定されない。剥離層24の中間位置とは、剥離層24に圧縮する方向の力が作用する位置を代表する位置であればよい。このため、例えば、粘着層22の厚みに対して剥離層24が薄い場合には、(6)式のtin/2に、剥離層24の粘着層22との境界を示す位置(剥離層24の上面の位置)を用いてもよいし、剥離層24の底面の位置を用いてもよい。
In the above (6), as an intermediate position of the
また、曲げ圧縮応力算出手段12は、曲げ圧縮応力σrを算出する。曲げ圧縮応力σrは、以下の(7)式で示される。ここで、Einは剥離層24のヤング率、y´は中立軸位置mから剥離層24の中間位置までの距離、rは巻き芯1の半径をそれぞれ示す。
Further, the bending compressive stress calculating means 12 calculates the bending compressive stress σ r . The bending compressive stress σ r is expressed by the following equation (7). Here, E in indicates the Young's modulus of the
(7)式に示すように、曲げ圧縮応力σrは、剥離層24のヤング率Ein、および距離y´に比例し、巻き芯1の半径rに反比例する。
As shown in the equation (7), the bending compressive stress σ r is proportional to the Young's modulus E in of the
ここで、上記(6)式に示す距離y´と曲げ圧縮応力σrとの関係について、図4を用いて説明する。図4(a)、(b)は、ともにシート2が曲げられた状態をシート面に垂直な断面からみた図である。図4(a)は、図4(b)と比較して粘着層22の厚みが小さい(薄い)場合の例を、図4(b)は、図4(a)と比較して粘着層22の厚みが大きい(厚い)場合の例をそれぞれ示す。
Here, the relationship between the distance y'shown in the above equation (6) and the bending compressive stress σ r will be described with reference to FIG. 4 (a) and 4 (b) are views of the bent state of the
図4(a)に示すように、シート2が曲げられた場合、曲げの内側となる剥離層24には、剥離層24を圧縮しようとする力、曲げ圧縮応力σr−1、σr−2が作用する。以下の説明において、曲げ圧縮応力σr−1、σr−2を特に区別しない場合には、単に「曲げ圧縮応力σr」という。
剥離層24の曲げ圧縮応力σrの大きさは、弾性範囲(引張りや圧縮により変形しても元に戻る範囲)において、剥離層24が圧縮された量(歪量ε)に比例する。具体的には、曲げ圧縮応力σrは、材質ごとに決まる定数E(ヤング率)と歪量εの積(E×ε)で表すことができる。これは、剥離層24における圧縮された量が多いほど、剥離層24に作用する曲げ圧縮応力σrが大きいことを示す。
As shown in FIG. 4A, when the
The magnitude of the bending compressive stress σ r of the
図4(b)に示すように、粘着層22が厚い場合、シート2が曲げられると、剥離層24を圧縮しようとする曲げ圧縮応力σr−3、σr−4が作用する。以下の説明において、σr−1、σr−2、σr−3、σr−4を特に区別しない場合には、単に「曲げ圧縮応力σr」という。
As shown in FIG. 4B, when the
図4(b)における剥離層24にかかる曲げ圧縮応力σr−3、σr−4は、図4(a)における剥離層24にかかる曲げ圧縮応力σr−1、σr−2と比較して大きい。これは、剥離層24が圧縮されて長さが変化した量(歪量ε)が、粘着層22が薄い場合と比較して大きくなるためである。例えば、長さL、厚みTのシート2の上面が曲率半径rで曲げられた場合、シート2の底面は曲率半径(r−T)で曲げられる。この場合のシート2の底面に生じる歪量εは、L×T/rで示すことができる。つまり、歪量εは厚みTに比例することが判る。従って、曲げ圧縮応力σrがヤング率Eと歪量εの積(E×ε)に比例する関係があることから、曲げ圧縮応力σrは、厚みTに比例する。従って、粘着層22が厚いほど、剥離層24に作用する曲げ圧縮応力σrが大きくなる。また、歪量εは曲率半径rに反比例し、剥離層24の曲率半径rが小さくなるほど、または、距離y´が大きくなるほど、剥離層24に作用する曲げ圧縮応力σrが大きくなる。
The bending compressive stresses σ r -3 and σ r -4 applied to the
そして、曲げ圧縮応力σrの算出について説明する。曲げ圧縮応力算出手段12は、(7)式を用いて曲げ圧縮応力σrを算出する。上述した通り、曲げ圧縮応力σrは、厚みに比例し、距離y´に比例する。また、巻き芯1の半径rは、剥離層24の底面の曲率半径ということができる。この場合、中立軸位置mにおける曲率半径はr+tin/2+y´である。上述した通り、曲げ圧縮応力σrは、曲げられたシート2の上面(ここでは中立軸位置mを通りシート面に平行な面)の曲率半径に反比例する。従って、曲げ圧縮応力σrは、曲率半径r+tin/2+y´に反比例する。そして、剥離層24の厚みtinの半分(tin/2)が、巻き芯1の半径rと比較して無視できるほど小さい場合、r+tin/2は、rと同等とみなして近似することができる。また、距離y´が、巻き芯1の半径rと比較して無視できるほど小さい場合、r+y´は、rと同等とみなして近似することができる。上記(5)式においては、曲げ圧縮応力σrは、巻き芯1の曲率半径rに反比例するとしたが、これに限定されない。上記(5)式のrに、r+tin/2+y´を用いてもよいし、r+tin/2を用いてもよいし、r+y´を用いてもよい。
Then, the calculation of the bending compressive stress σ r will be described. The bending compressive stress calculation means 12 calculates the bending compressive stress σ r using the equation (7). As described above, the bending compressive stress σ r is proportional to the thickness and proportional to the distance y ′. Further, the radius r of the winding
図1に戻り、シワ発生応力算出手段14は、シワ波長算出手段11が算出したシワ波長λ、剥離層24のヤング率Ein、剥離層24の厚みtin、に基づいて、シート2を曲げた場合に剥離層24にシワが発生するシワ発生応力σcrを算出する。シワ発生応力σcrは、シート2が曲げられることにより、剥離層24を圧縮させる力(曲げ圧縮応力σr)が作用した場合に、剥離層24にシワが発生する力である。すなわち、曲げ圧縮応力σrが、シワ発生応力σcrを超えた場合、シート2にシワが発生する。従って、シート2を巻き芯1に巻き取る場合、曲げ圧縮応力σrが、シワ発生応力σcrを超えないようにすれば、シート2にシワが発生しない。シワ発生応力算出手段14は、算出したシワ発生応力σcrをシワ発生度算出手段16に出力することができる。
Returning to Figure 1, wrinkling stress calculating means 14, wrinkles wavelength wrinkle
上述したように、シート2が曲げられた場合に、曲げ圧縮応力σrが、シワ発生応力σcrを超えなければ、剥離層24にシワが発生しない。シワ発生応力σcrは、以下の(8)式で示される。ここで、EIは(4)式に示す剥離層24の曲げ剛性、λは(1)式に示すシワ波長、tinは剥離層24の厚み、kは臨界値をそれぞれ示す。
As described above, when the
上記(8)式に示すように、シワ発生応力σcrは、剥離層24の曲げ剛性EIに比例する。つまり、曲げ剛性EIが高い(曲がりにくい)ほど、シワを発生力させるのに要する力(シワ発生応力σcr)が大きい。また、シワ発生応力σcrは、シワ波長λの二乗に反比例し、シワ波長λが小さいほどシワ発生応力σcrが二乗関数的に大きくなる。また、シワ発生応力σcrは、剥離層24の厚みtinに反比例し、剥離層24に厚みtinが大きい(厚い)ほど、シワ発生応力σcrが小さくなる。
As shown in the above equation (8), the wrinkle generation stress σ cr is proportional to the flexural rigidity EI of the
ここで、臨界値kについて、説明する。臨界値kは、剥離層24が、粘着層22や剥離層20とともに積層されていることによるシワ発生応力σcrへの影響度合を示す比例定数である。剥離層24がシート2の一部ではなく、単体で圧縮された場合、剥離層24は、粘着層22と剥離層20とは積層されていない。この場合、臨界値kは4π2≒36である。つまり、上記(8)式において、臨界値kが4π2である場合は、剥離層24が単体で圧縮された場合におけるシワ発生応力σcrを示している。
本実施形態においては、剥離層24は、粘着層22に接している。このため、剥離層24が圧縮された場合、剥離層24が粘着層22と接していることにより、粘着層22からの影響を受け、剥離層24が単体である場合とは異なるシワ発生応力σcrになると考えられる。つまり、単体の剥離層24と、粘着層22や剥離層20に積層されている剥離層24とで、シワ発生応力σcrが異なる値となると考えられる。
つまり、上記(8)式は、単体の剥離層24に対し、粘着層22や剥離層20とともに積層されている剥離層24は、シワ発生応力σcrがk/(4π2)倍となることを示す。
Here, the critical value k will be described. The critical value k is a proportional constant indicating the degree of influence of the peeling layer 24 on the wrinkle generation stress σ cr due to being laminated together with the
In the present embodiment, the
That is, in the above equation (8), the wrinkle generation stress σ cr of the peeling layer 24 laminated together with the
臨界値kは、シート2を形成する剥離層20、24、および粘着層22それぞれの材質や厚みに関わらず一定の値である。
The critical value k is a constant value regardless of the material and thickness of the release layers 20 and 24 forming the
図1に戻り、シワ発生度算出手段16は、曲げ圧縮応力算出手段12が算出した曲げ圧縮応力σr、およびシワ発生応力算出手段14が算出したシワ発生応力σcrに基づいて、シワ発生度Aを算出する。シワ発生度Aは、シート2が曲げられることにより、剥離層24にシワが発生する度合を示す。シワ発生度Aは、以下の(9)式により示される。ここで、λは(4)式に示すシワ波長、y´は(6)式に示す距離、rは巻き芯1の半径、tinは剥離層24の厚みをそれぞれ示す。
Returning to FIG. 1, the wrinkle occurrence degree calculation means 16 has wrinkle occurrence degree based on the bending compressive stress σ r calculated by the bending compressive stress calculation means 12 and the wrinkle generation stress σ cr calculated by the wrinkle generation stress calculation means 14. Calculate A. The wrinkle occurrence degree A indicates the degree of wrinkle occurrence in the
上記(9)式において、シワ発生度Aは、シワ発生度Aの値が大きい程、シワ発生度Aが小さい場合と比較して、剥離層24にシワが発生しやすいことを示す。シワ発生度Aは、シワ波長λの二乗に比例する。つまり、剥離層24に生じるシワのシワ波長λが大きくなるにつれ、二乗関数的にシワ発生度Aが増大する。シワ発生度Aは、距離y´に比例するため、中立軸位置mから剥離層24の中間位置が大きい(例えば、粘着層22が厚い)ほど大きくなる。シワ発生度Aは、巻き芯1の半径rに反比例するため、巻き芯1の半径が小さくなるほど大きくなる。シワ発生度Aは、剥離層24の厚みtinの二乗に反比例するため、剥離層24の厚みが薄くなるにつれ二乗関数的に増大する。
In the above equation (9), the wrinkle occurrence degree A indicates that the larger the value of the wrinkle occurrence degree A is, the more wrinkles are likely to occur in the
シワ発生度算出手段16は、曲げ圧縮応力σrと、シワ発生応力σcrとに基づいて、シワ発生度Aを算出する。すでに説明したように、曲げ圧縮応力σrは、シート2を曲げた場合に剥離層24に作用する力である。また、シワ発生応力σcrは、剥離層24にシワを生じさせるために要する力である。これより、曲げ圧縮応力σrが、シワ発生応力σcrを上回った場合、剥離層24にシワが生じると考えられる。具体的には、シワ発生度算出手段16は、以下の(10)式に示すシワ発生条件に基づいて、シワ発生度Aを算出する。ここで、σrは(7)式に示す曲げ圧縮応力、σcrは(8)式に示すシワ発生応力をそれぞれ示す。
The wrinkle occurrence degree calculation means 16 calculates the wrinkle occurrence degree A based on the bending compressive stress σ r and the wrinkle generation stress σ cr. As described above, the bending compressive stress σ r is a force acting on the
σr>σcr ・・・(10) σ r > σ cr ... (10)
上記(10)式に、(7)式に示す曲げ圧縮応力σrと、(8)式に示すシワ発生応力σcrとを代入し、変数(シワ波長λ、距離y´、半径r、厚みtin)と、定数(臨界値k等)について整理して解くと、以下に示す(11)式となる。 Substituting the bending compressive stress σ r shown in the equation (7) and the wrinkle generation stress σ cr shown in the equation (8) into the above equation (10), the variables (wrinkle wavelength λ, distance y ′, radius r, thickness) are substituted. and t in), and solving to organize the constant (critical value k or the like), and shown below (11).
上記(11)式の左側の項を、シワ発生度Aとする。 The term on the left side of the above equation (11) is defined as the wrinkle occurrence degree A.
ここで、算出システム10が行う処理の流れを、図6を用いて説明する。図6は、算出システム10が行うシワ発生度Aを算出する処理の流れを示すフローチャートである。
まず、前提として算出システム10には、シワ発生度Aを算出する場合に用いるパラメータ(シート2を形成する三層それぞれの厚みやヤング率、巻き芯半径、臨界値)が入力される。
Here, the flow of processing performed by the
First, as a premise, parameters used when calculating the wrinkle occurrence degree A (thickness, Young's modulus, Young's modulus, critical value of each of the three layers forming the sheet 2) are input to the
シワ波長算出手段11は、剥離層24のヤング率Einと剥離層24の厚みtinに基づいて、(1)式に示す剥離層24の曲げ剛性EIを算出する(ステップS1)。また、シワ波長算出手段11は、剥離層20の厚みtout、粘着層22の厚みtmidに基づいて、(2)式に示す厚み比νを算出する(ステップS2)。そして、シワ波長算出手段11は、算出した剥離層24の曲げ剛性EI、厚み比νを用いて、(3)式に示す剛性パラメータGを算出する(ステップS3)。シワ波長算出手段11は、算出した剛性パラメータGから、(4)式に示すシワ波長λを算出する(ステップS4)。
Wrinkle
曲げ圧縮応力算出手段12は、剥離層20、24、および粘着層22それぞれのヤング率と、厚みに基づいて、(5)式に示す中立軸位置mを算出する(ステップS5)。そして、曲げ圧縮応力算出手段12は、算出した中立軸位置mと、剥離層20、24、および粘着層22それぞれの厚みに基づいて、(6)式に示す距離y´を算出する(ステップS6)。曲げ圧縮応力算出手段12は、剥離層24のヤング率Ein、算出した距離y´、および巻き芯1の半径rを用いて、(7)式に示す剥離層24の曲げ圧縮応力σrを算出する(ステップS7)。
The bending compressive stress calculating means 12 calculates the neutral axis position m represented by the equation (5) based on the Young's modulus and the thickness of each of the peeling layers 20 and 24 and the adhesive layer 22 (step S5). Then, the bending compressive stress calculating means 12 calculates the distance y'expressed in Eq. (6) based on the calculated neutral axis position m and the thicknesses of the peeling layers 20, 24, and the adhesive layer 22 (step S6). ). The bending compressive stress calculating means 12 uses the Young's modulus E in of the
シワ発生応力算出手段14は、(1)式に示す剥離層24の曲げ剛性EI、(4)式に示すシワ波長算出手段11が算出したシワ波長λ、剥離層24の厚みtin、および臨界値kに基づいて、(8)式に示すシワ発生応力σcrを算出する(ステップS8)。
Creasing stress calculating means 14, (1) the flexural rigidity EI of the
シワ発生度算出手段16は、曲げ圧縮応力算出手段12が算出した曲げ圧縮応力σr、シワ発生応力算出手段14が算出したシワ発生応力σcr、(10)式に示すシワ発生条件に基づいて、(9)式に示すシワ発生度Aを算出する(ステップS9)。そして、本フローチャートに示す処理を終了する。
上述したフローチャートにおいては、算出システム10は、シワ波長算出手段11によるシワ波長λの算出、曲げ圧縮応力算出手段12による曲げ圧縮応力σrの順にそれぞれの算出処理を行っているが、いずれを先に算出してもよい。例えば、曲げ圧縮応力算出手段12による曲げ圧縮応力σrを算出する処理を行った後に、シワ波長算出手段11によるシワ波長λの算出を行ってもよい。また、シワ波長λを算出する場合、シワ波長算出手段11は、厚み比ν、曲げ剛性EI、の順に算出しているが、いずれを先に算出してもよい。例えば、シワ波長算出手段11は、曲げ剛性EIを算出した後に厚み比νを算出してもよい。
The wrinkle generation degree calculation means 16 is based on the bending compressive stress σr calculated by the bending compressive stress calculation means 12, the wrinkle generation stress σcr calculated by the wrinkle generation stress calculation means 14, and the wrinkle generation conditions shown in the equation (10). 9) The wrinkle occurrence degree A shown in the equation is calculated (step S9). Then, the process shown in this flowchart is terminated.
In the above-mentioned flowchart, the
以上説明したように、本実施形態の算出システム10においては、剥離層24(「内側層」の一例)、粘着層22(「中間層」の一例)、剥離層20(「外側層」の一例)の順に積層された三層により形成される長尺状のシート2(「ウェブ」の一例)を巻き芯1に巻き取る際に(「円柱状ローラの胴面に抱かせた際に」の一例)、曲げの内側となる剥離層24にシワが発生する度合をシワ発生度として算出する算出システムであって、剥離層24のヤング率、及び前記三層それぞれの厚みに基づいて、シート2を巻き芯1に巻き取る際に剥離層24に発生するシワ波長λ(「シワの波長であるシワ波長」の一例)を算出するシワ波長算出手段11(「第1算出手段」の一例)と、シート2の中立軸位置m、シート2の厚み、剥離層24の厚み、剥離層24のヤング率、及びシート2を巻き芯1に巻き取る際の曲率r(つまり、巻き芯1の半径r)に基づいて、剥離層24に作用する曲げ圧縮応力σrを算出する曲げ圧縮応力算出手段12(「第2算出手段」の一例)と、シワ波長λ、剥離層24の曲げ剛性、及び剥離層24の厚みに基づいて、シート2を巻き芯1に巻き取る際に剥離層24にシワを発生させる圧縮応力であるシワ発生応力σcrを算出するシワ発生応力算出手段14(「第3算出手段」の一例)と、曲げ圧縮応力とシワ発生応力σcrとに基づいて、シワ発生度Aを算出するシワ発生度算出手段16(「第4算出手段」の一例)とを備える。
As described above, in the
これにより、実施形態の算出システム10は、シート2を曲げた場合に剥離層24に発生するシワの波長λを算出することにより、剥離層24に波長λのシワを発生させるのに必要な力(シワ発生応力σcr)を算出することができる。また、算出システム10は、シート2を曲げた場合に剥離層24に作用する力(曲げ圧縮応力σr)を算出することにより、曲げ圧縮応力σrとシワ発生応力σcrとの関係から、シート2を曲げた場合の剥離層24におけるシワが発生する度合(シワ発生度A)を算出することができる。
As a result, the
また、本実施形態の算出方法においては、剥離層24(「内側層」の一例)、粘着層22(「中間層」の一例)、剥離層20(「外側層」の一例)の順に積層された三層により形成される長尺状のシート2(「ウェブ」の一例)を巻き芯1に巻き取る際に(「円柱状ローラの胴面に抱かせた際に」の一例)、曲げの内側となる剥離層24にシワが発生する度合をシワ発生度として算出する算出方法である。
本実施形態の算出方法においては、ステップS1〜S4に示す工程により、剥離層24のヤング率、及び前記三層それぞれの厚みに基づいて、シート2を巻き芯1に巻き取る際に剥離層24に発生するシワ波長λ(「シワの波長であるシワ波長」の一例)を算出する第1算出工程を有する。
また、本実施形態の算出方法においては、ステップS5〜S7に示す工程により、シート2の中立軸位置m、シート2の厚み、剥離層24の厚み、剥離層24のヤング率、及びシート2を巻き芯1に巻き取る際の曲率r(つまり、巻き芯1の半径r)に基づいて、剥離層24に作用する曲げ圧縮応力σrを算出する第2算出工程を有する。
また、本実施形態の算出方法においては、ステップS8に示す工程により、シワ波長λ、剥離層24の曲げ剛性、及び剥離層24の厚みに基づいて、シート2を巻き芯1に巻き取る際に剥離層24にシワを発生させる圧縮応力であるシワ発生応力σcrを算出する第3算出工程を有する。
また、本実施形態の算出方法においては、ステップS9に示す工程により、曲げ圧縮応力とシワ発生応力σcrとに基づいて、シワ発生度Aを算出する第4算出工程を有する。
Further, in the calculation method of the present embodiment, the release layer 24 (an example of the "inner layer"), the adhesive layer 22 (an example of the "intermediate layer"), and the release layer 20 (an example of the "outer layer") are laminated in this order. When winding a long sheet 2 (an example of a "web") formed by three layers around a winding core 1 (an example of "holding it on the body surface of a columnar roller"), bending This is a calculation method for calculating the degree of wrinkles on the
In the calculation method of the present embodiment, the
Further, in the calculation method of the present embodiment, the neutral axis position m of the
Further, in the calculation method of the present embodiment, when the
Further, the calculation method of the present embodiment includes a fourth calculation step of calculating the wrinkle occurrence degree A based on the bending compressive stress and the wrinkle generation stress σ cr by the step shown in step S9.
これにより、実施形態の算出方法は、シート2を曲げた場合に剥離層24に発生するシワの波長λを算出することにより、剥離層24に波長λのシワを発生させるのに必要な力(シワ発生応力σcr)を算出することができる。また、算出システム10は、シート2を曲げた場合に剥離層24に作用する力(曲げ圧縮応力σr)を算出することにより、曲げ圧縮応力σrとシワ発生応力σcrとの関係から、シート2を曲げた場合の剥離層24におけるシワが発生する度合(シワ発生度A)を算出することができる。
Thereby, the calculation method of the embodiment calculates the wavelength λ of the wrinkles generated in the
図7、8は、算出システム10が行った算出結果と目視でシワが発生したか否かを確認した結果を対応させた第1表、および第2表を示す図である。図7、8は、縦列に、シート2と巻き芯1からなる巻取りロール体3の番号(以下、単に「シート番号」という)、横列にその番号に対応する巻取りロール体3に関するパラメータが記載される。巻取りロール体3に関するパラメータは、左側から、算出システム10がシワ発生度Aの算出に用いるパラメータ(シート2を形成する三層それぞれの厚み、およびヤング率)、算出システム10が算出したシワ波長λ、距離y´、シート2を巻き取る巻き芯1の直径2r、算出システム10が算出したシワ発生度A、および「目視結果」をそれぞれ示している。「目視結果」は、シート2を巻き芯1の外周に沿って一周分巻き付け、シート2を巻き芯1に巻きつけた際のシート2の末端を巻き芯1に固定し、1分経過後のシワ発生の有無を目視で確認した結果である。「目視結果」には、シート2の全体にシワが発生した場合には「×」、シート2にシワが発生しなかった場合には「○」をそれぞれ示す。
図7に示すように、シート番号「1」と「2」には、厚さが250μmの粘着剤層を、外側剥離層と内側剥離層に片面に剥離処理を施した75μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルムで挟んだ同じシート2が使用されている。シート番号「1」において、巻き芯1の直径2rを50[mm]とした場合、シワ発生度Aは「9.09」となり、目視結果において「×」、つまりシート2の全体にシワが発生したことが確認された。一方、シート番号「2」において、巻き芯1の直径2rを100[mm]とした場合、シワ発生度Aは「4.59」となり、目視結果において「○」、つまり、シート2にシワが発生しないことが確認された。これは、「4.5」を下回った場合にシワが発生しないが、シワ発生度Aの値が「9.1」を超えた場合にシート2にシワが発生する可能性があることを示す。
7 and 8 are diagrams showing Tables 1 and 2 in which the calculation results performed by the
As shown in FIG. 7, the sheet numbers "1" and "2" are a 75 μm-thick polyethylene terephthalate film in which an adhesive layer having a thickness of 250 μm is subjected to a peeling treatment on one side of the outer peeling layer and the inner peeling layer. The
また、シート番号「3」と「4」には、シート番号「1」の場合と比較して、粘着層の厚みを2倍とし、外側と内側の剥離層のそれぞれの厚みを約半分にした素材が使用されている。シート番号「3」において、巻き芯1の直径2rを300[mm]とした場合、シワ発生度Aは「10.02」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「4」において、巻き芯1の直径2rを350[mm]とした場合、シワ発生度Aは「8.52」となり、目視結果において「×」であった。これは、シワ発生度Aの値が「8.6」を超えた場合にシート2にシワが発生する可能性があることを示す。
Further, for the sheet numbers "3" and "4", the thickness of the adhesive layer was doubled and the thickness of each of the outer and inner peeling layers was halved as compared with the case of the sheet number "1". The material is used. In the sheet number "3", when the
また、シート番号「5」と「6」では、外側と内側の剥離層のそれぞれの厚みをシート番号「3」よりも厚くした素材を使用している。シート番号「5」において、巻き芯1の直径2rを325[mm]とした場合、シワ発生度Aは「6.93」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「6」において、巻き芯1の直径2rを350[mm]とした場合、シワ発生度Aは「6.44」となり、目視結果において「○」であった。これは、シワ発生度Aの値が「6.4」を下回った場合にシワが発生しないが、「6.9」付近を超えた場合にシート2にシワが発生する可能性があることを示す。
Further, in the sheet numbers "5" and "6", a material in which the thickness of each of the outer and inner release layers is thicker than that of the sheet number "3" is used. In the sheet number "5", when the
また、シート番号「7」と「8」では、シート番号「1」の場合と比較して、粘着層の厚みを2倍とした素材を使用している。シート番号「7」において、巻き芯1の直径2rを250[mm]とした場合、シワ発生度Aは「7.31」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「8」において、巻き芯1の直径2rを300[mm]とした場合、シワ発生度Aは「6.09」となり、目視結果において「○」であった。これは、シワ発生度Aの値が「6.0」を下回った場合にシワが発生しないが、「6.65」付近において、シート2にシワが発生し始め、「7.31」付近を超えた場合にシート2にシワが発生する可能性があることを示す。
Further, in the sheet numbers "7" and "8", a material having twice the thickness of the adhesive layer is used as compared with the case of the sheet number "1". In the sheet number "7", when the
また、シート番号「9」と「10」では、外側と内側の剥離層のそれぞれの厚みをシート番号「7」よりも厚くした素材を使用している。シート番号「9」において、巻き芯1の直径2rを200[mm]とした場合、シワ発生度Aは「6.71」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「10」において、巻き芯1の直径2rを225[mm]とした場合、シワ発生度Aは「5.97」となり、目視結果において「○」であった。これは、シワ発生度Aの値が「5.9」を下回った場合にシワが発生しないが、「6.7」を超えた場合にシート2にシワが発生する可能性があることを示す。この結果は、上述した今までの結果と矛盾しない。
Further, in the sheet numbers "9" and "10", a material in which the thickness of each of the outer and inner release layers is thicker than that of the sheet number "7" is used. In the sheet number "9", when the
また、シート番号「11」と「12」では、外側と内側の剥離層のそれぞれの厚みをシート番号「9」よりも厚くした素材を使用している。シート番号「11」において、巻き芯1の直径2rを150[mm]とした場合、シワ発生度Aは「7.16」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「12」において、巻き芯1の直径2rを175[mm]とした場合、シワ発生度Aは「6.13」となり、目視結果において「○」であった。この結果は、上述した今までの結果と矛盾しない。
Further, in the sheet numbers "11" and "12", a material in which the thickness of each of the outer and inner peeling layers is thicker than that of the sheet number "9" is used. In the sheet number "11", when the
また、図8において、シート番号「13」と「14」では、内側の剥離層の厚みをシート番号「11」よりも薄くした素材を使用している。シート番号「13」において、巻き芯1の直径2rを150[mm]とした場合、シワ発生度Aは「7.62」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「14」において、巻き芯1の直径2rを200[mm]とした場合、シワ発生度Aは「5.72」となり、目視結果において「○」であった。この結果は、外側と内側の剥離層の厚みが異なる場合においても、上述した今までの結果と矛盾しないことを示す。
Further, in FIG. 8, in the sheet numbers "13" and "14", a material having a thickness of the inner peeling layer thinner than that of the sheet number "11" is used. In the sheet number "13", when the
また、シート番号「15」と「16」では、内側の剥離層の厚みをシート番号「13」よりもさらに薄くした素材を使用している。シート番号「15」において、巻き芯1の直径2rを200[mm]とした場合、シワ発生度Aは「7.48」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「16」において、巻き芯1の直径2rを250[mm]とした場合、シワ発生度Aは「5.99」となり、目視結果において「○」であった。この結果は、上述した今までの結果と矛盾しない。
Further, in the sheet numbers "15" and "16", a material in which the thickness of the inner peeling layer is made thinner than that of the sheet number "13" is used. In the sheet number "15", when the
また、シート番号「17」と「18」では、粘着層の厚みをシート番号「11」の2倍にした素材を使用している。シート番号「17」において、巻き芯1の直径2rを300[mm]とした場合、シワ発生度Aは「13.07」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「18」において、巻き芯1の直径2rを350[mm]とした場合、シワ発生度Aは「11.20」となり、目視結果において「×」であった。この結果は、上述した結果と矛盾しない。
Further, in the sheet numbers "17" and "18", a material in which the thickness of the adhesive layer is double the thickness of the sheet number "11" is used. In the sheet number "17", when the
また、シート番号「19」と「20」では、内側の剥離層がシート番号「7」の場合より厚みが厚く、ヤング率が小さい(柔らかい)ポリエチレンフィルムを使用している。シート番号「19」において、巻き芯1の直径2rを60[mm]とした場合、シワ発生度Aは「8.33」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「20」において、巻き芯1の直径2rを100[mm]とした場合、シワ発生度Aは「5.00」となり、目視結果において「○」であった。この結果は、上述した結果と矛盾しない。
Further, in the sheet numbers "19" and "20", a polyethylene film having a thicker inner release layer and a smaller Young's modulus (soft) than in the case of the sheet number "7" is used. In the sheet number "19", when the
また、シート番号「21」と「22」では、内側の剥離層と外側の剥離層とをシート番号「19」の場合と交換した素材を使用している。シート番号「21」において、巻き芯1の直径2rを50[mm]とした場合、シワ発生度Aは「8.23」となり、目視結果において「×」であった。また、シート番号「22」において、巻き芯1の直径2rを75[mm]とした場合、シワ発生度Aは「5.48」となり、目視結果において「○」であった。この結果は、上述した結果と矛盾しない。
Further, in the sheet numbers "21" and "22", the material in which the inner peeling layer and the outer peeling layer are replaced with those in the case of the sheet number "19" is used. In the sheet number "21", when the
以上、図7、8において説明したように、シート2を形成する素材の厚みやヤング率を変更した場合であっても、実施形態の算出システム10が算出したシワ発生度Aが、大きい場合にシート2にシワが発生し、小さい場合にシワが発生しない傾向がある。従って、実施形態の算出システム10においては、シート2を実際に曲げてシワの発生を確認しなくとも、シワ発生度Aの値から実際にシワが発生するか否かを推測することができる。
As described above, as described in FIGS. 7 and 8, even when the thickness and Young's modulus of the material forming the
(巻取りロール体)
ここでは、巻取りロール体3について説明する。
巻取りロール体3とは、巻き芯1と、巻き芯1に巻き取られてロール状となったシート2と、を含む。
ここで、巻き芯1の半径、シート2を形成する三層それぞれの厚み、およびシート2を形成する三層それぞれのヤング率は、算出システム10が算出したシワ発生度Aが、所定の判定基準を満たすような関係である。所定の判定基準とは、シート2が巻き芯1に巻き取られる際にシワが発生しないシワ発生度Aに相当する値である。例えば、図7の結果に基づけば、剥離層20、24のヤング率が4.00E+09[Pa]であり、剥離層20,24の厚みが50〜125[μm]の範囲内であり、さらに、粘着層22のヤング率が1.10E+05[Pa]であり、粘着層22の厚みが250〜500[μm]の範囲内であり、巻き芯1の半径が50〜350[mm]の範囲である場合、シワ発生度Aが基準値B(約6.50)を下回れば、シート2が巻き芯1に巻き取られる際にシワが発生しない。
(Winling roll body)
Here, the take-
The take-
Here, the radius of the winding
巻取りロール体3における、巻き芯1の半径r、シート2を形成する三層それぞれの厚み、およびシート2を形成する三層それぞれのヤング率は、それぞれどのように決定されてもよい。例えば、シート2を形成する三層の素材、および粘着層22の厚みが決まっている場合、シワ発生度Aが基準値B=6.50を下回るために、剥離層20、24の厚みと巻き芯1の半径rを、シート2の製造や製造コストなどの観点から選択することができる。具体的には、図7の結果に基づけば、剥離層20、24のそれぞれの厚みが薄い場合には巻き芯1の半径を大きくする必要があり、反対に剥離層の厚みが厚い場合には巻き芯1の半径を小さくすることができる。より具体的には、(剥離層20、24のそれぞれの厚み、巻き芯1の直径2r)の関係は、(50[μm]、350[mm])、(75[μm]、300[mm])、(100[μm]、225[mm])、(125[μm]、175[mm])、のそれぞれの組合せを選択することができる。例えば、シート2の製造スペースの関係で、半径の大きい巻き芯1が使用できない状況であれば、シート2の剥離層20、24の厚みを厚くする。また、剥離層を厚くすると製造コストが高い場合には、剥離層の厚みを薄くして、巻き芯1の半径を大きくする。このように、シワ発生度Aが基準値Bを下回るように、シート2を形成する三層それぞれの厚みと、巻き芯1の半径とを選択することにより、本実施形態の巻取りロール体3においては、シート2におけるシワの発生を抑制することができる。
In the take-
基準値Bは、上述した値(6.50)に限定されることはなく、6.50より小さな値であってもよい。基準値Bが6.50よりも小さな値であれば、巻取りロール体3においては、より確実にシート2におけるシワの発生を抑制することができる。
基準値Bは、図7、8に基づけば、6.50、または6.50に所定のマージンを考慮した値となるが、これに限定されることはない。
The reference value B is not limited to the above-mentioned value (6.50), and may be a value smaller than 6.50. If the reference value B is smaller than 6.50, the take-
Based on FIGS. 7 and 8, the reference value B is 6.50 or 6.50 in consideration of a predetermined margin, but is not limited thereto.
また、基準値Bが素材などの組合せによらず一律の値であるため、実際にシートを曲げる前に、事前に、シワの発生度合をある程度、予測することができる。 Further, since the reference value B is a uniform value regardless of the combination of materials and the like, it is possible to predict the degree of wrinkle occurrence to some extent in advance before actually bending the sheet.
以上説明したように、本実施形態の巻取りロール体3は、巻き芯1と、巻き芯1に巻き取られるシート2(「ウェブ」の一例)と、を備え、巻き芯の半径r、シート2を形成する三層それぞれの厚み、およびシート2を形成する三層それぞれのヤング率は、算出システム10が算出したシワ発生度Aが、基準値B(「所定の判定基準」の一例)を満たすような関係である。これにより、本実施形態の巻取りロール体3においては、巻き芯1でシート2を巻き取る際に、シート2にシワが発生しないようにすることができる。
As described above, the winding
上述した実施形態における算出システム10をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
The
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as operation, procedure, step, and step in the device, system, program, and method shown in the claims, the specification, and the drawing is particularly "before" and "prior to". It should be noted that it can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the scope of claims, the specification, and the operation flow in the drawings are explained using "first", "next", etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It's not a thing.
1…巻き芯、2…シート、20…剥離層、22…粘着層、24…剥離層、3…巻取りロール体、10…算出システム、11…シワ波長算出手段、12…曲げ圧縮応力算出手段、14…シワ発生応力算出手段、16…シワ発生度算出手段。 1 ... Winding core, 2 ... Sheet, 20 ... Peeling layer, 22 ... Adhesive layer, 24 ... Peeling layer, 3 ... Winding roll body, 10 ... Calculation system, 11 ... Wrinkle wavelength calculation means, 12 ... Bending compressive stress calculation means , 14 ... Wrinkle generation stress calculation means, 16 ... Wrinkle occurrence degree calculation means.
Claims (4)
前記内側層のヤング率、及び前記三層それぞれの厚みに基づいて、前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際に前記内側層に発生するシワの波長であるシワ波長を算出する第1算出手段と、
前記ウェブの中立軸位置、前記ウェブの厚み、前記内側層の厚み、前記内側層のヤング率、及び前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際の曲率に基づいて、前記内側層に作用する曲げ圧縮応力を算出する第2算出手段と、
前記シワ波長、前記内側層の曲げ剛性、及び前記内側層の厚みに基づいて、前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際に前記内側層にシワを発生させる圧縮応力であるシワ発生応力を算出する第3算出手段と、
前記曲げ圧縮応力と前記シワ発生応力とに基づいて、シワ発生度を算出する第4算出手段と、
を備える算出システム。 When a long web formed by three layers, which are laminated in the order of an inner layer, an intermediate layer, and an outer layer, is held on the body surface of a columnar roller, wrinkles occur in the inner layer, which is the inner layer of bending. It is a calculation system that calculates the degree of wrinkles as the degree of wrinkles.
Based on the Young's modulus of the inner layer and the thickness of each of the three layers, the wrinkle wavelength, which is the wavelength of the wrinkles generated in the inner layer when the web is held on the body surface of the columnar roller, is calculated. First calculation means and
The inner layer is based on the neutral axis position of the web, the thickness of the web, the thickness of the inner layer, the Young's modulus of the inner layer, and the curvature when the web is held on the body surface of the columnar roller. A second calculation means for calculating the bending compressive stress acting on the
A wrinkle that is a compressive stress that causes wrinkles in the inner layer when the web is held on the body surface of the columnar roller based on the wrinkle wavelength, the flexural rigidity of the inner layer, and the thickness of the inner layer. The third calculation means for calculating the generated stress and
A fourth calculation means for calculating the degree of wrinkle generation based on the bending compressive stress and the wrinkle generation stress, and
Calculation system with.
前記内側層のヤング率、及び前記三層それぞれの厚みに基づいて、前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際に前記内側層に発生するシワの波長であるシワ波長を算出する第1算出工程と、
前記ウェブの中立軸位置、前記ウェブの厚み、前記内側層の厚み、前記内側層のヤング率、及び前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際の曲率に基づいて、前記内側層に作用する曲げ圧縮応力を算出する第2算出工程と、
前記シワ波長、前記内側層の曲げ剛性、及び前記内側層の厚みに基づいて、前記ウェブを前記円柱状ローラの胴面に抱かせた際に前記内側層にシワを発生させる圧縮応力であるシワ発生応力を算出する第3算出工程と、
前記曲げ圧縮応力と前記シワ発生応力とに基づいて、シワ発生度を算出する第4算出工程と、
を備える算出方法。 When a long web formed by three layers, which are laminated in the order of an inner layer, an intermediate layer, and an outer layer, is held on the body surface of a columnar roller, wrinkles occur in the inner layer which is the inner side of bending. It is a calculation method that calculates the degree of wrinkles as the degree of wrinkles.
Based on the Young's modulus of the inner layer and the thickness of each of the three layers, the wrinkle wavelength, which is the wavelength of the wrinkles generated in the inner layer when the web is held on the body surface of the columnar roller, is calculated. The first calculation process and
The inner layer is based on the neutral axis position of the web, the thickness of the web, the thickness of the inner layer, the Young's modulus of the inner layer, and the curvature when the web is held on the body surface of the columnar roller. The second calculation process for calculating the bending compressive stress acting on
A wrinkle that is a compressive stress that causes wrinkles in the inner layer when the web is held on the body surface of the columnar roller based on the wrinkle wavelength, the flexural rigidity of the inner layer, and the thickness of the inner layer. The third calculation process for calculating the generated stress and
A fourth calculation step of calculating the degree of wrinkle generation based on the bending compressive stress and the wrinkle generation stress, and
Calculation method including.
前記設計工程により調整された半径の巻き芯に前記ウェブを巻き取り、巻取りロール体を生成する巻取り工程と
を備える、巻取り方法。 The winding core so that the wrinkle occurrence degree calculated by the calculation system according to claim 1 or 2 satisfies a predetermined criterion determined to wind the web so that the web does not wrinkle. A design process for designing each of the radius, the thickness of each of the three layers forming the web, and the Young's modulus of each of the three layers forming the web.
A winding method comprising a winding step of winding the web on a winding core having a radius adjusted by the design process to generate a winding roll body.
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