JP2005247475A - ウエブのしわ伸ばし方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エキスパンダーロールの経時変化が少なく、圧痕傷を付けることなくウエブのしわやちぢみを伸ばすことができるウエブのしわ伸ばし方法及びその装置を得ること。
【解決手段】本発明の第１実施例のウエブのしわ伸ばし装置１Ａは、表面に帯電部４３と非帯電部４２とが所定の間隔で形成される回転帯電ロール４と、その帯電ロール４に接触し、表面に誘電体層３２が形成されており、帯電部４３と非帯電部４２とにより、その表面に帯電と非帯電とのパターンが形成される回転接触ロール３と、接触ロール３に接触し、その接触ロール３の表面に形成された前記帯電と前記非帯電とのパターンを除電する除電ロール５とを備え、幅広で長尺のウェブＦを接触ロール３の表面に接触させることによりウエブＦの表面上に任意の帯電パターンを形成して、静電吸着力で前記ウエブＦを、その幅方向に伸張させ、前記ウエブのしわを伸ばすことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、蒸着型磁気テープに代表される幅広で長尺の薄いウエブ上に発生するしわやちじみを伸ばすウエブのしわ伸ばし方法及びその装置に関するものである。

一般に、磁気テープ等のテープ状の磁気記録媒体は、ポリエステルフィルムやポリエチレンフィルムなどの高分子フイルムのウエブの非磁性支持体（いわゆるベースフイルム）上に磁性層、保護膜が形成されてなるものである。前記磁気テープの磁性層の形成は、ベースフイルム上に強磁性粉末とバインダーと呼ばれる高分子を混合したものを塗布する、またはベースフイルム上に強磁性金属薄膜を真空蒸着、スパッタリング等の薄膜形成手段によって形成する等の手法により行われ、前者の手法によって製造される磁気記録媒体を塗布型媒体、後者の手法によって製造される媒体を薄膜媒体と称している。

例えば、前者の塗布型媒体においては、長尺状のベースフイルムを平坦に走行させ、この表面に強磁性粉末やバインダー、結合剤、分散剤、潤滑剤を混練した磁性塗料を一定量供給する、或いはその表面に一定量の磁性塗料が供給されるロールに沿って長尺状のベースフイルムを圧着させながら走行させることにより均一な厚さを有する磁性層をベースフイルム上に形成している。

また、後者の薄膜媒体においては、真空かつ高温状態で長尺状のベースフイルムをキヤンと称されるロールに沿って走行させ、この表面に真空蒸着、スパッタリング等の手法により強磁性材料を被着させて薄膜を形成し、均一な厚さを有する磁性層をベースフイルム上に形成している。

前記の塗布型媒体、薄膜媒体の何れにおいても、長尺状のベースフイルムを走行させるため、長さ方向にテンションがかかり易く、長さ方向にしわやちぢみが発生し易い。磁性層を形成する際にべ−スフイルム表面にしわやちぢみが存在すると、磁性層の厚さや品質に影響を及ぼしたり、磁性層の形成されない箇所が生じる可能性があり、製造不良を引き起してしまう。そこで、従来よりベースフイルム上に磁性層を形成する前に、そのベースフイルムをエキスパンダーロールと称するロール上を走行させ、ベースフイルムを幅方向に伸ばし、しわやちぢみを取り除いてからその上に磁性層を形成している。

前記エキスパンダーロールとしては、例えば、図７に示したようなストレート型エキスパンダーロール、図８に示されるような弓型エキスパンダーロールが挙げられる。

図７に示したストレート型エキスパンダーロール１００は、回転軸１１０を中心に回転するロール１２０であって、そのロール１２０の表面には中央部から両端部に向かって、そのリード角θが相反する方向に傾斜するように形成された螺旋溝１３０及びこの螺旋溝１３０によって形成された螺旋リング１４０が形成されている。螺旋溝１３０或いは螺旋リング１４０のリード角θの傾斜方向は左右で逆であるが、ロール１２０の全長にわたって一定に設けられている。螺旋リング１４０の表面のベースフイルムＦと接する部分にはゴムまたは耐熱性のゴム材が使用されている（例えば、特開昭８−２６８６０８号公報）。

なお、リード角θとは、ストレート型エキスパンダーロール１００の正投影図において、ロール１２０の回転中心線ａ上に直角な線ｂと回転中心線ａの螺旋溝１３０との交叉角のことをいい、ロール１２０の中央部を境に正負の値を採るが、本発明ではその絶対値をいうものとする。

このストレート型エキスパンダーロール１００は、ベースフイルムＦに図中矢印Ｂで示したようなテンションがかかると、ロール１２０の表面に設けられた螺旋リング１４０に外方に傾斜するような力が発生し、これに接するベースフイルムＦには図中矢印Ｃに示したようなベースフイルムＦを幅方向に広げようとする力が掛かり、ベースフイルムＦが幅方向に延ばされ、しわやちぢみが取り除かれる。

また、図８に示したような弓型エキスパンダーロール２００においては、湾曲装置２１０によって適度な湾曲を与えられたロール２２０上にべ−スフイルムＦを図中矢印Ａの方向に走行させており、前記ベースフイルムＦは図中矢印Ａの方向に走行する際、ロール２２０の湾曲に沿って幅方向に広がろうとするため、長さ方向のテンションが減少され、ベースフイルムＦが幅方向に延ばされ、しわやちぢみが取り除かれる。なお、前記弓型エキスパンダーロール２００はゴムまたは耐熱性のゴムにより形成されることが多い。
特開昭８−２６８６０８号（第２頁、図２）

前記のように直線型エキスパンダーロール１００は、ベースフイルムＦの接触面にゴム材を使用しており、ゴムの拡縮と摩擦力を利用してベースフイルムＦを幅方向に伸ばしていることから、そのゴムの摩擦や劣化等の経時変化によって性能が変化したり、高速巻き取り速度の場合、遠心力の影響を受け、ゴムが変形する等の課題がある。

また、弓形エキスパンダーロール２００のような湾曲形状のロール２２０の場合、幅方向中央部の張力は両端部に比べて大きく掛かるため、柔らかく伸びやすいベースフイルムＦの場合、中央部を中心に伸びを発生させてしまうという課題がある。

本発明は、これらの課題を解決しようとするものであって、エキスパンダーロールの経時変化が少なく、圧痕傷を付けることなくベースフイルムのしわやちぢみを伸ばすことができるウエブのしわ伸ばし方法及びその装置を得ることを目的とする。

それ故、本発明のウエブのしわ伸ばし方法は、静電吸着力により、幅広で長尺のウェブを、その幅方向の両端部に引き伸ばす方法を採っている。その静電吸着力は帯電と非帯電とのパターンで形成されていることを特徴とする。

そして本発明のウエブのしわ伸ばし装置は、幅広で長尺のウェブが接触する表面に誘電体層が形成され、その誘電体層に帯電と非帯電とのパターンが形成される接触ロールを備えていることを特徴とする。

その接触ロールはウェブに圧痕傷を付けないフラットなエキスパンダーロールであることが望ましく、また、直流電源が接続されている。その直流電圧は可変できることが望ましい。

また、本発明の他のウエブのしわ伸ばし装置は、表面に帯電部と非帯電部とが所定の間隔で形成される回転帯電ロールと、その帯電ロールに接触し、表面に誘電体層が形成されており、前記帯電部と前記非帯電部とにより、その表面に帯電と非帯電とのパターンが形成される回転接触ロールと、その接触ロールの表面に形成された前記帯電を除電する除電手段と、幅広で長尺のウエブを前記接触ロールの表面に接触するように走行させるウエブ供給手段とを備えていることを特徴とする。

前記帯電ロールには直流電源が接続されており、その直流電源は可変電圧型であることが望ましい。

そしてまた、前記接触ロールの誘電体層は、非ゴム材質であること、その表面には、その中心軸の中央部から両端部に向かってリード角が相反する方向に傾斜する螺旋状の帯電突条が形成されていることが望ましい。

そしてまた、本発明の他のウエブのしわ伸ばし装置は、ロールの表面が非誘電体層で形成され、その回転軸の長手方向における中央部を中心にして対象的に両端部に向かってリード角が相反する方向に傾斜する螺旋溝に誘電体を埋設して帯電層が形成されている接触ロールと、その接触ロールの前記帯電層に電圧を印加する直流電源と、前記接触ロールを回転駆動する駆動モータと、幅広で長尺のウエブを前記接触ロールの表面に接触するように走行させるウエブ供給手段とを備えていることを特徴とする。

その接触ロールの前記帯電層と前記非誘電体層との帯電の差が、前記ウエブの前記接触ロールの表面から剥離する時に生ずる剥離帯電よりも大となるように前記帯電層と前記非誘電体層とが形成されていることが好ましい。

従って、本発明のウエブのしわ伸ばし方法及びその装置によれば、幅広で長尺のウェブを前記接触ロールの表面に接触させることにより前記ウエブ表面上に任意の帯電パターンを形成して、その静電吸着力で前記ウエブを、その幅方向に伸張させ、前記ウエブのしわを伸ばすことができる。

また、前記接触ロールまたは前記帯電ロールに直流電源が接続され、その帯電圧を可変することによって、伸張効果を容易に変えることができる。

更に、前記接触ロールの表面にフラットな誘電体層を設け、その誘電体層を非ゴム材質で形成したことにより経時変化が少なく安定した伸張効果を実現できる。

更にまた、接触ロールの表面に、その中心軸の中央部から両端部に向かってリード角が相反する方向に傾斜する螺旋状の帯電と非帯電のパターンを形成することにより、ウエブのしわをより一層伸張する効果が得られる。

そして更にまた、接触ロールの表面の帯電と非帯電のパターンが乱れない状態に維持できる。

本発明のウエブのしわ伸ばし方法及びその装置によれば、
１）接触ロールをフラットなエキスパンダーロールで構成することにより、ウェブとの接触面がフラットとなり、そのウェブに圧痕キズを付けない
２）ウェブとの接触面にゴムが用いられていないので、ゴムを使用した従来のエキスパンダーロールと比較して計時変化が少ない
３）印加電圧の可変によって吸着力を任意に変えられるため、ウェブの品種、シワの発生状況に応じて吸着力を容易に可変させることができる
４）接触ロールの構造がフラットなため、回転ムラが発生せず、ウェブの走行安定性が増す
など、数々の優れた効果が得られる。

以下、図を用いて、本発明のウエブのしわ伸ばし装置を説明する。

図１は本発明の第１実施例のウエブのしわ伸ばし装置のシステム構成図、図２は図１に示したウエブのしわ伸ばし装置の一構成部材である接触ロールを示していて、同図Ａはその正面図、同図Ｂはその側面図、図３は図１に示したウエブのしわ伸ばし装置の一構成部材である帯電ロールを示していて、同図Ａはその正面図、同図Ｂはその側面図、そして図４は本発明のウエブのしわ伸ばし装置の動作説明図である。

先ず、図１乃至図３を用いて、本発明の第１実施例のウエブのしわ伸ばし装置の構成を説明する。なお、以下の説明においては、ウエブの一例として磁気媒体に用いられているベースフイルムを例示して説明する。

図１において、符号１Ａは本発明の第１実施例のウエブのしわ伸ばし装置を指す。このウエブのしわ伸ばし装置１Ａは、一対のガイドロール２、接触ロール３、帯電ロール４、除電ロール５、駆動モータ６、直流電源（ＤＣ電源）７などから構成されている。

エキスパンダーロールに相当する接触ロール３は、図２に示したように、ロール本体３１の表面に誘電体層３２が形成されていて、回転軸３３を中心にして矢印Ｒｂの反時計方向に回転するように支持フレーム（不図示）等に軸支され、その外周面にベースフイルムＦが、例えば、そのほぼ１２０度の角範囲にわたって掛け渡されている。

また、この接触ロール３には、ベースフイルムＦが接触しない位置に帯電ロール４と除電ロール５とが接触するように配設されている。帯電ロール４はベルト８を介して駆動モータ６により矢印Ｒａで示す反時計方向に回転駆動される。従って、接触ロール３は帯電ロール４との接触によって連れ回りする。

前記の帯電ロール４は、図３に示したように、そのロール本体４１の表面に誘電体、例えば、低抵抗ゴム４２が所定の厚みで被覆されたロールの表面を、その中心軸の中央部から両端部に向かってリード角が相反する方向に傾斜するように螺旋溝４３を形成し、この螺旋溝４３により螺旋状の帯電突条４４が形成されたものである。なお、符号４５は帯電ロール４の回転軸である。

帯電ロール４には、ＤＣ電源７が接続されており、そのＤＣ電源７は電圧を可変でき、帯電ロール４の帯電突条４４に帯電圧を与える。

駆動モータ６は、基準速度に対しプラス数パーセントのドロー制御を掛けており、シワの発生状況に応じてドロー率を可変することができる。

除電ロール５は、ベースフイルムＦが接触ロール３から離れた下流側で、そして接触ロール３が帯電ロール４に接触する直前に配設された接触ロール３に接触しており、その除電ロール５は接地されている。従って、除電ロール５は接触ロール３の表面全体に帯電している帯電パターンを除電して接触ロール３上の帯電パターンを安定させることができる。

前記のベースフイルムＦは、例えば、厚さ約１０μｍ、幅が１００〜６００ｍｍのフィルムであって、接触ロール３のほぼ１２０度の角範囲にわたって十分に接触できるように一対のガイドロール２に案内され、矢印Ａの方向に走行させる。

次に、ウエブのしわ伸ばし装置１Ａの動作を図４をも用いて説明する。

先ず、ベースフイルムＦを一対のガイドロール２と接触ロール３に掛けて、所定の速度で走行させる。そして駆動モータ６は基準速度に対しプラス数パーセントのドロー制御を掛けて帯電ロール４を回転駆動し、その回転している帯電ロール４の表面、即ち、帯電突条４４にＤＣ電源７によって帯電圧を掛ける。帯電ロール４の表面に形成された帯電パターンは帯電ロール４に接して連れ回りしている接触ロール３の表面に帯電部Ｃと非帯電部Ｎのパターンとして転写される。その接触ロール３はベースフイルムＦの走行速度より速く回転させる。そうすることによって、図４に示したように、ベースフイルムＦが接触ロール３に接触部分において、帯電が矢示のように静電吸着力としてベースフイルムＦの両端方向に働き、ベースフイルムＦを両端方向に伸ばすように作用する。続いて接触ロール３はベースフイルムＦとの接触後に除電ロール５に接触し、ベースフイルムＦとの剥離帯電等で乱れた前記帯電を除去した後、帯電ロール４によって新たな帯電パターンが形成される。

帯電ロール４の帯電突条４４は、しわの発生状況に応じて、厚み、傾斜角を変えてもよく、そして帯電突条４４はロール本体４１の両端部のみに形成してもよい。また、しわの発生状況に応じて帯電突条４４をロール本体４１の中央部から両端部へ向けてその傾斜角度を徐々に大きくするなど変えても構わない。

更にまた、帯電の発生方法は直流電源を用いた接触式以外でも構わない。除電部はロール形状以外でも構わない。そして除電方式は除電布、電圧印加、ガス、紫外線といった除電方式であっても構わない。

駆動モータ６はベルトを介さずに直接帯電ロール４を駆動する構成であっても構わない。また、接触ロール３側を駆動するように構成しても構わない。

本実施例のウエブのしわ伸ばし装置１Ａによれば、前記のようにしてベースフイルムＦを幅方向に伸張でき、そのしわのない状態のベースフイルムＦの表面に磁性層を形成するようにすれば、厚みの均一な磁性層が形成された磁気媒体を得ることができる。

次に、本発明の第２実施例のウエブのしわ伸ばし装置を、図５及び図６を用いて、説明する。

図５は本発明の第２実施例のウエブのしわ伸ばし装置のシステム構成図、そして図６は図５に示したウエブのしわ伸ばし装置の主構成部材である接触ロールを示していて、同図Ａはその正面図、同図Ｂはその側面図である。

なお、この第２実施例において、第１実施例のウエブのしわ伸ばし装置１Ａと同一の構成部分においては同一の符号を付して説明する。

図５において、符号１Ｂは全体として本発明の第２実施例のウエブのしわ伸ばし装置を指す。このウエブのしわ伸ばし装置１Ｂは、一対のガイドロール２、接触ロール３Ａ、駆動モータ６、ＤＣ電源７とから構成されている。

接触ロール３Ａは、図６に示したように、ロール本体３１の表面に帯電層３４と非帯電層３５とが螺旋状に形成されている。この場合、ロール本体３１の表面全面を非誘電体層３５ａ、例えば、セラミックで被覆し、その表面に螺旋溝３４ａを形成し、その螺旋溝３４ａに誘電体、例えば、低抵抗ゴムを埋設して、前記の帯電層３４と非帯電層３５とが同一の円周面になるように形成されている。従って、接触ロール３Ａの表面に螺旋状の帯電層３４と非帯電層３５とが形成されている。なお、前記誘電体としては金属であってもよい。

そして、この接触ロール３Ａの場合も、前記帯電層３４はその回転軸方向の中央部から両端部に向かってリード角が相反する方向に傾斜するように形成されている。そしてこの接触ロール３Ａはベルト８を介して駆動モータ６により回転駆動されている。この場合、接触ロール３ＡをベースフイルムＦの走行速度より若干速く回転させる。

この実施例のウエブのしわ伸ばし装置１Ｂの場合も、ＤＣ電源７で前記帯電層３４に所定の電圧を印加し、帯電した接触ロール３Ａの約１２０度の角範囲にわたってベースフイルムＦを掛けて、矢印Ａの方向に所定の速度で走行させる。

なお、本実施例のウエブのしわ伸ばし装置１Ｂには、第１実施例のウエブのしわ伸ばし装置１Ａに存在した除電ロール５が無い。それは、本実施例の場合、接触ロール３ＡからベースフイルムＦが剥離するときに、ベースフイルムＦとの摩擦によって非帯電層３５が剥離帯電を受ける可能性があるが、その剥離帯電を受けても、帯電層３４と非帯電層３５との間に帯電の差が得られる場合であれば、除電ロールが無くても第１実施例の場合と同様に帯電パターンが乱されることがないからである。

かくして本ウエブのしわ伸ばし装置１Ｂは、図４を用いてウエブのしわ伸ばし装置１Ａの動作を説明したように、ベースフイルムＦに帯電パターンを転写でき、ベースフイルムＦを、その幅方向に伸張させることができる。その後、このベースフイルムＦの表面に磁性層を形成すれば、均一な厚みの磁性層が形成された磁気媒体が得られる。

前記の各実施例においては、ウエブとして磁気記録媒体用のベースフイルムＦを採り上げて説明したが、本発明はベースフイルムＦのしわ伸ばし装置に限定されるものではなく、シート状物の巻き取りにも応用することができる。また、高分子フィルムのみならずシート状の紙の巻き取りにも応用できることを付言しておく。

本発明の第１実施例のウエブのしわ伸ばし装置のシステム構成図である。 図１に示したウエブのしわ伸ばし装置の一構成部材である接触ロールを示していて、同図Ａはその正面図、同図Ｂはその側面図である。 図１に示したウエブのしわ伸ばし装置の一構成部材である帯電ロールを示していて、同図Ａはその正面図、同図Ｂはその側面図である。 本発明のウエブのしわ伸ばし装置の動作説明図である。 本発明の第２実施例のウエブのしわ伸ばし装置のシステム構成図である。 図５に示したウエブのしわ伸ばし装置の主構成部材である接触ロールを示していて、同図Ａはその正面図、同図Ｂはその側面図である。 従来技術の直線型エキスパンダーロールの正面図である。 従来技術の弓形エキスパンダーロールも正面図である。

符号の説明

１Ａ 本発明の第１実施例のウエブのしわ伸ばし装置
１Ｂ 本発明の第２実施例のウエブのしわ伸ばし装置
３ 接触ロール ４ 帯電ロール ５ 除電ロール ６ 帯電ロール駆動モータ
７ ＤＣ電源 ３１ ロール本体 ３２ 誘電体層 ３３ 回転軸 ３４ 帯電層
３５ 非帯電層 ４１ ロール本体 ４２ 誘電体 ４３ 螺旋溝 Ｃ 帯電部 Ｎ 非帯電部 Ｆ ウエブ（ベースフイルム）

Claims (13)

1. 静電吸着力により、幅広で長尺のウェブを、その幅方向の両端部に引き伸ばすことを特徴とするウエブのしわ伸ばし方法。
2. 前記静電吸着力が帯電と非帯電とのパターンで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のウエブのしわ伸ばし方法。
3. 幅広で長尺のウェブが接触する表面に誘電体層が形成され、該誘電体層に帯電と非帯電とのパターンが形成される接触ロールを備えていることを特徴とするウエブのしわ伸ばし装置。
4. 前記接触ロールは前記ウェブに圧痕傷を付けないフラットなエキスパンダーロールであることを特徴とする請求項３に記載のウエブのしわ伸ばし装置。
5. 前記接触ロールに直流電源が接続されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のウエブのしわ伸ばし装置。
6. 表面の少なくとも両端部に帯電部と非帯電部とが所定の間隔で形成される回転帯電ロールと、
   該帯電ロールに接触し、表面に誘電体層が形成されており、前記帯電部と前記非帯電部とにより、その表面に帯電と非帯電とのパターンが形成される回転接触ロールと、
   該接触ロールの表面に形成された前記帯電を除電する除電手段と、
   幅広で長尺のウエブを前記接触ロールの表面に接触するように走行させるウエブ供給手段と
   を備えたウエブのしわ伸ばし装置。
7. 前記帯電ロールをドロー制御を掛けながら回転駆動する駆動モータを備えていることを特徴とする請求項６に記載のウエブのしわ伸ばし装置。
8. 前記帯電ロールに直流電源が接続されていることを特徴とする請求項６に記載のウエブのしわ伸ばし装置。
9. 前記直流電源は可変電圧型であることを特徴とする請求項５または請求項８に記載のウエブのしわ伸ばし装置。
10. 前記接触ロールの誘電体層は、非ゴム材質であることを特徴とする請求項３または請求項６に記載のウエブのしわ伸ばし装置。
11. 前記帯電ロールはその表面に、その回転軸の長手方向における中央部を中心にして対象的に両端部に向かってリード角が相反する方向に傾斜するように螺旋状の帯電突条が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のウエブのしわ伸ばし装置。
12. ロールの表面が非誘電体層で形成され、その回転軸の長手方向における中央部を中心にして対象的に両端部に向かってリード角が相反する方向に傾斜する螺旋溝に誘電体を埋設して帯電層が形成されている接触ロールと、
    該接触ロールの前記帯電層に電圧を印加する直流電源と、
    前記接触ロールを回転駆動する駆動モータと、
    幅広で長尺のウエブを前記接触ロールの表面に接触するように走行させるウエブ供給手段と
    を備えたウエブのしわ伸ばし装置。
13. 前記接触ロールの前記帯電層と前記非誘電体層との帯電の差が前記ウエブの前記接触ロールの表面から剥離する時に生ずる剥離帯電よりも大となるように前記帯電層と前記非誘電体層とが形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のウエブのしわ伸ばし装置。
    
    

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