JP2008169858A - シワ伸ばし装置用ロール - Google Patents

Abstract

【課題】
熱可塑性樹脂フィルムのシワ延ばし装置において、ロールへの摩耗粉やオリゴマーの付着を低減するロールを提供する。
【解決手段】
ロール表面層がフッ素含有ポリマー微細粒子を含有する樹脂で被覆されていることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムのシワ伸ばし装置用ロール
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂フィルムのシワ伸ばし装置用ロールに関する。

従来、加工工程において、搬送中のフィルムのシワを伸ばす装置として、表面にらせん溝を設けたロールで、回転により中央部から両端部に拡幅力を持たせる溝付ロールや、ロールに湾曲を持たせ、その湾曲形状に基づいて拡幅力を持たせるエキスパンダロールや、軸を傾けた一対のニップロールで挟持し該ニップロールの回転に伴い拡幅力を与えるクロスガイダや、フィルムの両端部で回転可能な一対のニップディスクで挟持しフィルムに拡幅力を与えるニップディスク等が知られている。

らせん溝付ロールおよびエキスパンダロールにおいては、フィルムとロールの間に生じる摩擦力でフィルムに拡幅力を及ぼすようになっているため、ロール表面は通常ゴム等の高い摩擦係数を持つ材料から構成されている。しかしゴム等は、フィルムとの摩擦によって容易に削り取られ、それによって生じたゴム粉等がフィルム表面に損傷を与えることがある。またフィルムが樹脂製である場合には、フィルムに静電気が帯電し、フィルムに埃が付着しやすくなる。

クロスガイダにおいては、フィルムとの接触部が、一対のニップロールによるフィルム幅方向両側のニップ箇所のみとなり、拡幅力が小さいため拡幅がフィルム中央まで及びにくいという問題がある。また、フィルムの拡幅力をニップロールのニップ力で調整する必要があるので、フィルムの厚みに応じてニップロールの微妙な調整が必要となり、その調整に手間がかかるという問題もある。特に、薄物のフィルムにあっては調整が困難である。さらに、両面からフィルムをニップするので、フィルム通しの際に邪魔になるという問題もある。

一方、ニップディスクにおいても、上記クロスガイダと同様の問題がある上、フィルムとディスクとの摩擦により摩耗粉が生じ、それがフィルムに付着するという問題がある。また、ディスクはフィルムの面に対しほぼ並行な面内で回転するので、ディスクとフィルムとの接触部内において、ディスクからフィルムに及ぼす力の方向が順次円弧状に変化し、フィルムの走行に不要な外乱を与えるという問題もある。

上記の如き問題に対し、図１に示すような吸引口を介しての流体吸引によりフィルムのシワを伸ばす装置が提案されている（特許文献１、２参照）。

特許文献１の装置は、図２に示すように、フィルムの両側にフィルムの搬送方向に対して相互に開く方向に配置されたフィルムガイドと、フィルムガイドを包囲する吸引口と、吸引口を介して空気を吸引する手段を備えたものであり、フィルムガイド手段を構成する複数のロールがフィルムの搬送方向に対し相互に開く方向に一定角度θを傾斜させて配列されている。

さらに、特許文献１を改良した特許文献２の装置として、図３に示すように、フィルムの両側近傍に、該フィルムに接する移動自在の接触面をそれぞれ設け、かつ、該フィルムの搬送方向に配列された複数のフィルムガイド手段と、前記フィルムの両側近傍に、前記フィルムの搬送方向に互に延びるとともに、前記フィルムガイド手段を支持し、かつ包囲することにより、前記フィルムの一面に対向して開口した開口部を有する吸引口と、該吸引口に接続され、該吸引口を通しての流体吸引により前記フィルムをフィルムガイド手段のフィルムへの接触面方向に吸引する手段を備えたものから成るシワ伸ばし装置がある。
このような装置においては、摩耗粉や埃等が生じたとしても、吸引口を通して常時流体と共に吸引されているので、フィルムへの付着は防止されるとされてきた。
特開平３−１３０４６１号公報 特開平４−２２３１３５号公報

しかしながら、熱可塑性樹脂フィルム自身の摩耗粉や搬送フィルムに存在する低分子量体（オリゴマー）が図１に示すようなフィルムガイド手段のロールに付着し、付着物が堆積して突起状になることによって、搬送フィルムに穴があき、穴あき箇所を起点として搬送フィルムが破れる問題が顕在化してきた。吸引口を通してフィルムの幅方向両側部分におけるフィルム面近傍の流体が吸引され、該フィルム面がフィルムガイド手段のロール面に吸着される（押圧接触する）ため、突起物があるとフィルムに穴があくと考えられる。

本発明の課題は、このような事情に鑑み、ロールへの摩耗粉やオリゴマーの付着が少なく、安定的に熱可塑性樹脂フィルムのシワを伸ばす装置を提供することにある。

かかる課題を解決するために、本発明の熱可塑性樹脂フィルムのシワ伸ばし装置は、フィルムガイド手段を構成する複数のロールがフィルムの搬送方向に対し相互に開く方向に一定角度を傾斜させて配列されてあり、シワ伸ばし装置用ロールの表面層にフッ素含有ポリマー微細粒子が含有された樹脂で被覆されていることを特徴とするものからなる。

ロールへの摩耗粉やオリゴマーの付着が少なく、安定的に熱可塑性樹脂フィルムのシワを伸ばす装置を提供できる。

本発明におけるフィルムガイド手段を構成する複数のロールとは、回転可能な円筒状のロールが好ましく用いられる。回転のための駆動方式はとくに問わず、積極駆動、従動駆動のいずれであってもよい。

このシワ伸ばし装置用ロールの表面は、フッ素含有ポリマー微細粒子を含有する樹脂層からなることが好ましい。

フッ素含有ポリマー微細粒子としては、とくに限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、ポリビニリデンフルオライド、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー等を用いることができる。

本発明のシワ伸ばし装置用ロールの表面層である樹脂層に用いられる樹脂は、特に限定されないが、ポリエステル、エポキシ、ポリエチレン、シリコーン、塩化ビニル、ポリウレタン等の樹脂が好ましく用いられる。

樹脂層で被覆される下層としては特に限定されないが、シリコンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ウレタンゴム等の合成樹脂や、鉄等の金属が好ましく用いられる。特に樹脂と弾性率の近いゴムであると、樹脂層と下層との変形差が小さくなり、表層の剥がれ等を生じにくくなるために好ましい。

本発明のシワ伸ばし装置用ロールは、ロール表面層が樹脂層であることにより、表面の経時的な削れ劣化が防止されるために好ましい。

また、樹脂層内にフッ素含有ポリマー微細粒子が含有されることによって、熱可塑性樹脂フィルムの搬送時の摩耗粉や搬送フィルム中に存在するオリゴマーがロールに付着することが防止される。これは、ロール表面層においてフッ素含有ポリマー微細粒子が露出していることで、ロール表面に汚れが付着しにくくなるからである。

この樹脂層の厚さは５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上である。樹脂層の厚みが５μｍ未満である場合、樹脂層が熱可塑性樹脂フィルムとの接触により変形し易く、割れや、欠けなどが発生しやすくなる。

フッ素含有ポリマー微細粒子の平均粒子径は、５０〜１０００ｎｍの範囲であることが、本発明の効果をより効果的に発揮することが可能であるために好ましい。より好ましくは１００〜６００ｎｍの範囲である。平均粒子径が５０ｎｍ未満の場合、ロール表面層におけるフッ素含有ポリマー微細粒子の露出面積の割合が小さくなり、効果が発揮されにくくなることがある。また平均粒子径が１０００ｎｍより大きい場合、フッ素含有ポリマー微細粒子が樹脂層より脱落しやすくなることがある。そのためフッ素含有ポリマー微細粒子の平均粒子径は、５０〜１０００ｎｍが好ましい。

樹脂層におけるフッ素含有ポリマー微細粒子の含有量は、１〜５０重量％の範囲であることが、本発明の効果をより効果的に発揮することが可能となるために好ましい。より好ましくは３〜４０重量％の範囲である。添加量が１重量％未満の場合、ロール表面層におけるフッ素含有ポリマー微細粒子の露出面積の割合が小さくなり効果が発揮されにくくなることがある。また添加量が５０重量％より大きい場合、フッ素含有ポリマー微細粒子が樹脂層より脱落しやすくなることがあり、また樹脂層の成形性も悪化することがある。よって樹脂層のフッ素含有ポリマー微細粒子の含有量は、１〜５０重量％であることが好ましい。

樹脂層の表面粗度Ｒｙ値は、０．３〜２μｍの範囲にあれば、本発明の効果をより効果的に発揮することが可能であるために好ましい。より好ましくは０．５〜１μｍの範囲である。Ｒｙ値が０．３μｍ未満の場合、シワ伸ばし装置用ロール表面が超鏡面となり、フィルムがロール表面と密着し剥離強度が高くなり、ロール表面上を滑りにくくなることがある。またＲｙ値が２μｍより大きい場合、ロール表面の荒れに摩耗粉やオリゴマーが付着しやすくなることがある。よって樹脂層の表面粗度Ｒｙ値は０．３〜２μｍであることが好ましい。

本発明のシワ伸ばし装置用ロールは、ロールへの付着物によって穴あきが生じ易い厚み０．５〜３μｍの熱可塑性樹脂フィルムのシワを伸ばす装置として、好ましく用いることができる。

薄いフィルムほど穴あきが生じ易いため、フッ素含有ポリマー微細粒子による非汚染性の効果がより顕著に発揮される。厚さ０．５μｍより薄い熱可塑性樹脂フィルムの場合、本シワ伸ばし装置による搬送そのものが難しくなる。また厚さ３μｍより厚い熱可塑性樹脂フィルムの場合、本発明のシワ伸ばし装置用ロールの使用の有無に関わらず熱可塑性樹脂フィルムに穴あきが発生しにくくなる。よって本発明のシワ伸ばし装置用ロールにおいては、０．５μｍから３μｍの厚さの熱可塑性樹脂フィルムが好ましく用いられる。

本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＰＴ）、ポリエチレン−ｐ−オキシベンゾエート、ポリ−１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、および共重合成分として、例えば、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコールなどのジオール成分や、アジピン酸、セバチン酸、フタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸成分などを共重合したポリエステルなどの公知のポリエステル樹脂、その他、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂などを用いることができる。

特に本発明においては、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン系樹脂を用いた場合にその効果が高いために好ましく用いられる。中でも、ポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリプロピレン（ＰＰ）のように結晶性が低く、フィルム中からオリゴマーが発生する樹脂においてより好ましく用いられる。特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、安価であるため、非常に多岐にわたる用途で用いられ、応用範囲・適用効果が大きく、本発明において最も好ましく用いられる熱可塑性樹脂である。またこれらの樹脂は、ホモ樹脂であってもよく、共重合またはブレンドであってもよい。

さらにこれらの熱可塑性樹脂の中に、各種の添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、無機粒子、減粘剤、熱安定剤、滑剤などが添加されていてもよい。
次に本発明のシワ伸ばし装置用ロールの製造方法について説明する。本発明のロールは、円筒状ロールの表層に、所定のフッ素含有ポリマー微細粒子を所定量含有させた樹脂浴中に円筒状ロールを浸し、樹脂コーティングを施すことにより作成することができる。但し、本発明のシワ伸ばし装置用ロールの製造方法は本方法に限らない。

以下、本発明を実施例に基づき説明する。
（１）粒子の平均粒子径
粒径分析装置（ＨＯＲＩＢＡ製ＬＡ−７００）で測定した。
（２）表面粗度Ｒｙ値
触針式表面粗度計によりロール表面のりょう線方向の表面粗度を測定した。

触針半径は２μｍ、カットオフ値は０．８ｍｍ、評価長さは４ｍｍとし、Ｒｙ値はＪＩＳ−Ｂ０６０１に準じて求めた。ロール全体にわたって均等に５箇所測定し、その平均値をＲｙ値とした。
（３）樹脂層厚み
樹脂層作成前のロール径と作成後表面仕上げ後のロール径の差から求めた。
（４）フィルム厚み
フィルムの幅（Ｗ、単位ｍ）、長さ（Ｌ、単位ｍ）、密度（ρ、単位ｋｇ／ｍ^３）、重量（Ｇ、単位ｋｇ）から重量法厚みを次の式から算出することにより求める。

重量法厚み＝Ｇ／（Ｗ×Ｌ×ρ）
（５）フィルムの穴あき数
シワ伸ばし装置用ロールの使用開始から３００時間運転後に、厚さ１．２μｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムを搬送し、１０ｍにおけるフィルムの穴あき数を測定して求めた。

測定は、フィルムを１０ｍ／ｍｉｎで搬送しながら、金属製の搬送ロールから１０ｍｍ離れた位置の導線に２００Ｖの電圧かけることで、穴あき箇所で電流変動させて、電流変動した回数をフィルムの穴あき数として求めた。

シワ伸ばし装置用ロールとして、安定に使用可能なレベルは、フィルムの穴あき数が１０ｍ当たり１０個以下であり、好ましくは５個以下、さらに好ましくは穴あき無きことである。
（実施例１）
シリコンゴムロールの表面に平均粒子径３００ｎｍのポリテトラフルオロエチレン樹脂を２５重量％含有する厚さ２０μｍのポリウレタン樹脂層を設けたロールを作成し、表面研磨によって、ロール表面層の表面粗度Ｒｙ値を１．０μｍとした。本ロールをフィルムのシワ伸ばし装置用ロールとして用い、幅２．３ｍ、厚さ１．５μｍの平滑なポリエチレンテレフタレートフィルムを速度２００ｍ／分で３００時間搬送した後、フィルムの穴あき数を測定した。結果を表１に示す。
（実施例２〜６、比較例１〜４）
ロ−ル表面の樹脂層の条件や搬送するフィルムの厚みを変える以外は実施例１と同様にして、３００時間搬送した後、フィルムの穴あき数を測定した。結果を表１に示す。

本発明によれば、ロールへの摩耗粉やオリゴマーの付着が少なく、安定に熱可塑性樹脂フィルムのシワを伸ばす装置を提供できる。

本発明の一実施例や特許文献１や２で用いられるフィルムのシワ伸ばし装置のウエブガイド手段および吸引口の拡大縦断面図である。 特許文献１の一実施例に係るフィルムのシワ伸ばし装置の平面図である。 特許文献２の一実施例に係るフィルムのシワ伸ばし装置の平面図である。

符号の説明

Ａ：吸引口
Ｂ：フィルムガイド手段
Ｃ：ロール
Ｄ：シワ伸ばし装置

Claims (4)

1. 熱可塑性樹脂フィルムのシワ伸ばし装置用ロールであって、ロールの表面層が、フッ素含有ポリマー微細粒子を含有する樹脂層であることを特徴とする、熱可塑性樹脂フィルムのシワ伸ばし装置用ロール。
2. 熱可塑性樹脂フィルムの厚みが０．５〜３μｍであることを特徴とする、請求項１に記載のシワ伸ばし装置用ロール。
3. 樹脂層の表面粗度Ｒｙが０．３〜２μｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載のシワ伸ばし装置用ロール。
4. 樹脂層におけるフッ素含有ポリマー微細粒子の含有量が１〜５０重量％であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のシワ伸ばし装置用ロール。

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