JP2020176015A - 検査方法、樹脂フィルムロールの製造方法及び樹脂フィルムロール - Google Patents
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Abstract
【課題】長尺の樹脂フィルムで形成された樹脂フィルムロール内の筋状の欠陥の有無を検査可能な検査方法を提供する。【解決手段】一実施形態に係る検査方法は、樹脂フィルムロール2の軸線方向に沿ってハンマー30を移動させながら、ハンマーで樹脂フィルムロール表面2aを叩き、樹脂フィルムロール表面にハンマーが当たって停止するまでの減速度を測定し、減速度の変化を、軸線方向における巻硬さ分布として取得する工程と、巻硬さ分布に基づいて、樹脂フィルムロールの良否を判定する判定工程と、を備え、判定工程では、第1条件(巻硬さ分布の標準偏差である基準標準偏差が3以下であること)及び第2条件(巻硬さ分布における最大値と最小値との差が18G以下であること)をいずれも満たす場合に樹脂フィルムロールを良品と判定し、第1条件及び前記第2条件の少なくとも一方を満たさない場合に樹脂フィルムロールを不良品と判定する。【選択図】図4
Description
本発明は、樹脂フィルムロールの製造方法及び樹脂フィルムロールの製造方法に関する。
長尺の樹脂フィルムは、例えば特許文献1に記載されているように、ロール状に巻き取られ、樹脂フィルムロールとして、保存されたり、搬送されたり、又は、それ自体を製品として販売されたりする。
長尺の樹脂フィルムをロール状に巻き取る際、空気が一緒に巻き込まれ易い。このように、空気が巻き込まれると、形成されたロール内に、ロールの周方向(樹脂フィルムの延在方向)に延びる筋状の欠陥が生じる。この欠陥はロール内に生じるため、ロールの外観を目視しただけでは欠陥の有無を検査できない。
本発明の一つの目的は、長尺の樹脂フィルムで形成された樹脂フィルムロール内の筋状の欠陥の有無を検査可能な検査方法及びその検査方法を含む樹脂フィルムロールの製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、筋状の欠陥を実質的に含まない樹脂フィルムロールを提供することである。
本発明に係る検査方法は、樹脂フィルムが巻かれてなる樹脂フィルムロールの軸線方向に沿ってハンマーを移動させながら、上記ハンマーで樹脂フィルムロール表面を叩き、上記樹脂フィルムロール表面に上記ハンマーが当たって停止するまでの減速度を測定し、上記軸線方向における上記減速度の変化を、上記軸線方向における巻硬さ分布として取得する巻硬さ分布取得工程と、上記巻硬さ分布に基づいて、上記樹脂フィルムロールの良否を判定する判定工程と、を備え、上記判定工程では、第1条件及び第2条件をいずれも満たす場合に上記樹脂フィルムロールを良品と判定し、上記第1条件及び上記第2条件の少なくとも一方を満たさない場合に上記樹脂フィルムロールを不良品と判定し、上記第1条件は、上記巻硬さ分布の標準偏差である基準標準偏差が3以下であるという条件であり、上記第2条件は、上記巻硬さ分布における最大値と最小値との差が18G以下であるという条件である。
本願発明者らは、上記ハンマーを用いて取得した巻硬さ分布において、筋状の欠陥が存在する箇所と他の箇所とに相関があることを見いだした。上記検査方法では、巻硬さ分布取得工程で巻硬さ分布を取得する。取得した巻硬さ分布と上記第1条件及び第2条件に基づいて、樹脂フィルムロールの良否を判定する。その結果、ロール内の筋状の欠陥の有無、すなわち、樹脂フィルムロールが良品か否かを検査できる。
上記判定工程で不良品と判定された場合、上記軸線方向において上記樹脂フィルムロールを仮想的に第1〜第Nの領域(Nは、3以上の整数)に分割し、上記巻硬さ分布における上記第1〜第Nの領域それぞれの平均値を算出し、第1〜第Nの領域のうち、上記第1〜第Nの領域における各平均値と上記巻硬さ分布における上記第1〜第Nの領域全体の平均値との差が3G以上である領域に欠陥が存在すると更に判定してもよい。この場合、欠陥の位置を特定し易い。
上記巻硬さ分布取得工程では、上記ハンマーを80mm/s以下で上記軸線方向に移動させながら上記巻硬さ分布を取得してもよい。
本発明に係る樹脂フィルムロールの製造方法は、樹脂フィルムを準備する準備工程と、上記樹脂フィルムを巻取り軸に巻き掛けて、タッチロールを上記樹脂フィルムの表面に押し当てながら、上記巻取り軸の周りに上記樹脂フィルムを巻き取ることによって、上記樹脂フィルムが巻かれてなる樹脂フィルムロールを形成するロール形成工程と、上記樹脂フィルムロールを、本発明に係る上記検査方法で検査する検査工程と、上記検査工程で、上記樹脂フィルムロールが不良品と判定された場合、上記準備工程で準備する長尺の樹脂フィルム及び上記ロール形成工程での巻取り条件の少なくとも一方を変更する変更工程と、上記検査工程で、上記樹脂フィルムロールが良品と判定された場合、上記樹脂フィルムを回収する回収工程と、を備える。
上記製造方法は、上述した検査方法で樹脂フィルムロールを検査する検査工程を含む。よって、筋状の欠陥を実質的に含まない(良品である)樹脂フィルムロールを確実に製造できる。
上記製造方法では、上記変更工程を行った後、更に、上記準備工程、上記ロール形成工程及び上記検査工程を繰り返してもよい。
上記変更工程では、上記準備工程において上記樹脂フィルムの長手方向に直交する方向において厚さが均一である樹脂フィルムを準備すること、及び、上記ロール形成工程において上記タッチロールの上記樹脂フィルムへの押圧力を補正すること、の少なくとも一方を実施してもよい。
本発明に係る樹脂フィルムロールは、樹脂フィルムが巻かれてなる樹脂フィルムロールであって、上記樹脂フィルムロールの軸線方向に沿ってハンマーを移動させながら、上記ハンマーで樹脂フィルムロール表面を叩き、上記樹脂フィルムロール表面に上記ハンマーが当たって停止するまでの減速度を測定し、上記軸線方向における上記減速度の変化を、上記軸線方向における巻硬さ分布として取得した場合に、上記巻硬さ分布の標準偏差である基準標準偏差が3以下であり、且つ、上記巻硬さ分布における最大値と最小値との差が18G以下である。
上記樹脂フィルムロールは、筋状の欠陥を実質的に含まない。よって、樹脂フィルムロールから樹脂フィルムを巻きだして、樹脂フィルムを用いた製品を製造する場合、所望の特性を有する製品を製造し易い。
上記軸線方向において上記樹脂フィルムロールを仮想的に第1〜第Nの領域(Nは、3以上の整数)に分割した場合、上記巻硬さ分布における上記第1〜第Nの領域それぞれの平均値と、上記巻硬さ分布における上記第1〜第Nの領域全体の平均値との差が3G未満であってもよい。
本発明の一側面によれば、長尺の樹脂フィルムで形成された樹脂フィルムロール内の筋状の欠陥の有無を検査可能な検査方法及びその検査方法を含む樹脂フィルムロールの製造方法を提供できる。本発明の他の側面によれば、筋状の欠陥を実質的に含まない樹脂フィルムロールを提供できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
図1は、一実施形態に係る検査方法を利用した樹脂フィルムロールの製造方法のフローチャートである。樹脂フィルムロールの製造方法の概略を説明する。
図1に示したように、樹脂フィルムロールを製造する場合、まず、長尺の樹脂フィルムを準備する(準備工程S01)。次いで、準備した樹脂フィルムをロール状に巻き取り、樹脂フィルムロールを形成する(ロール形成工程S02)。その後、形成した樹脂フィルムロールが良品か否かを、本発明に係る検査方法を利用して検査する(検査工程S03)。検査工程S03において、樹脂フィルムロールが良品ではないと判定された場合、準備する樹脂フィルム及び樹脂フィルムロールの巻取り条件の少なくとも一方を変更する(変更工程S04)。一方、検査工程S03において、樹脂フィルムロールが良品であると判定された場合、該樹脂フィルムロールを回収する(回収工程S05)。なお、樹脂フィルムロールが良品であると判定された場合、準備工程S01及びロール形成工程S02を検査工程S03前と同じ条件で更に実施してよい。変更工程S04を実施した場合、検査工程S03で樹脂フィルムロールが良品と判定されるまで、準備工程S01、ロール形成工程S02及び検査工程S03を繰り返してもよい。本明細書において、樹脂フィルムロールは、製品として販売され得る樹脂フィルムロールの他、販売されずに他の工程において使用される樹脂フィルムロールも含む。
次に、上記樹脂フィルムロールの製造方法が有する各工程の一例を詳述する。
[準備工程]
準備工程S01では、図2に示されている長尺の樹脂フィルムFを製造してもよいし、長尺の樹脂フィルムFを購入等により入手してもよい。樹脂フィルムFは、例えば押出成形によって製造され得る。樹脂フィルムFの例は光学フィルムである。樹脂フィルムFの材料の例は、ポリエステル系ポリマー、セルロース系ポリマー、スチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、アミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、及びアクリル系ポリマー、並びに上記ポリマーのブレンド物であり、より具体的には、アクリル系ポリマー(例えば、ポリアクリル酸アルキル、ポリメタクリル酸アルキル等)及び上記ポリマーのブレンド物が挙げられる。
準備工程S01では、図2に示されている長尺の樹脂フィルムFを製造してもよいし、長尺の樹脂フィルムFを購入等により入手してもよい。樹脂フィルムFは、例えば押出成形によって製造され得る。樹脂フィルムFの例は光学フィルムである。樹脂フィルムFの材料の例は、ポリエステル系ポリマー、セルロース系ポリマー、スチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、アミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、及びアクリル系ポリマー、並びに上記ポリマーのブレンド物であり、より具体的には、アクリル系ポリマー(例えば、ポリアクリル酸アルキル、ポリメタクリル酸アルキル等)及び上記ポリマーのブレンド物が挙げられる。
樹脂フィルムFの長手方向の長さは、特に限定されないが、例えば1000m以上10000m以下、好ましくは1000m以上6000m以下の範囲である。樹脂フィルムFの幅方向(長手方向に直交する方向)の長さは、特に限定されないが、例えば2.5m以下であってもよい。通常、幅方向の長さは1000mm(1.0m)以上2500mm以下である。
樹脂フィルムFの厚みは、特に限定されないが、例えば10μm以上150μm以下、好ましくは30μm以上100μm以下の範囲である。
[ロール形成工程]
ロール形成工程S02では、図2に示されているように、準備工程S01で準備された長尺の樹脂フィルムFを、搬送機構の一部である搬送ロールRによって搬送しながら、巻取装置4で樹脂フィルムFを巻き取る。これによって、樹脂フィルムロール(以下、単に「ロール」と称す)2を形成する。説明の都合上、巻き取り中のロール状の樹脂フィルムFもロール2と称する場合もある。
ロール形成工程S02では、図2に示されているように、準備工程S01で準備された長尺の樹脂フィルムFを、搬送機構の一部である搬送ロールRによって搬送しながら、巻取装置4で樹脂フィルムFを巻き取る。これによって、樹脂フィルムロール(以下、単に「ロール」と称す)2を形成する。説明の都合上、巻き取り中のロール状の樹脂フィルムFもロール2と称する場合もある。
ロール形成工程S02で使用する巻取装置4の一例を、図2を利用して説明する。巻取装置4は、巻取り軸6と、タッチロール8と、位置調整機構10とを備える。
巻取り軸6は、樹脂フィルムFを巻き取るための芯部である。本実施形態では、巻取り軸6をモータなどによって回転駆動させて、樹脂フィルムFを巻取り軸6の周りに巻き取る。このような巻取方式は、中心駆動巻取方式(センタードライブ方式)として知られている。
巻取装置4は、表面駆動巻取方式を採用してもよい。表面駆動巻取方式では、タッチロール8とは別の駆動軸(又は駆動ロール)を樹脂フィルムFに押し当て、上記駆動軸を回転駆動し、駆動軸と樹脂フィルムFとの間の接触領域で生じる摩擦力で、樹脂フィルムFが巻かれた巻取り軸6を回転させる。これによって、巻取り軸6の周りに樹脂フィルムFを巻き取る。或いは、巻取装置4は、上記中心駆動巻取方式と、上記表面駆動巻取方式とを組み合わせた併用駆動方式を採用してもよい。表面駆動巻取方式では、上記駆動軸の代わりにタッチロール8自体を使用してもよい。断らない限り、本実施形態の巻取装置4は、表面駆動巻取方式を採用している。
タッチロール8は、巻取り軸6で巻き取られる樹脂フィルムFを押圧し、一定の押圧力(以下、「タッチ圧」とも称す)を付与するためのロールである。樹脂フィルムFに対するタッチ圧の例は、500N/m以下であり、好ましくは400N/m以下であり、より好ましくは330N/m以下である。タッチ圧の下限は、通常、10N/m、好ましくは100N/mなどである。タッチロール8は、樹脂フィルムFに接する接触面8aを有する。接触面8aは、タッチロール8の最外面である。接触面8aの幅(タッチロール8の回転軸方向の長さ)は、樹脂フィルムFの幅(樹脂フィルムFの長手方向に直交する方向の長さ)以上の長さを有する。タッチロール8の径(直径)の例は、30mm〜300mm、好ましくは50mm〜200mm、より好ましくは120mm〜160mmである。タッチロール8は、ニップロール、ライダーロール、プレスロールなどと称される場合もある。
図2を利用して、タッチロール8の一例を詳述する。タッチロール8は、ロール本体12と、第1層14と、第2層16とを有する。
ロール本体12はタッチロール8の芯材である。ロール本体12は、円筒18と、一対の端壁19と、一対の軸部20とを有する。円筒18の材料の例は、金属、カーボン及びCFRP(炭素繊維強化プラスチック)を含む。金属の例は、鉄、ステンレス、アルミニウム等を含む。一対の端壁19は、円筒18の両端の開口部を塞いでいる。円筒18と一対の端壁19は、中空の胴部を形成している。一対の軸部20は、一対の端壁19に、円筒18の軸線と同心で設けられている。図2においては、一対の端壁19及び一対の軸部20のうち一方の端壁19及び一方の軸部20が図示されている。一対の軸部20は、一対の支持部材22によって回転可能に支持されている。ロール本体12は、一対の端壁19を貫通する一つの軸部を有してもよい。
本実施形態において、第1層14は、ロール本体12の径方向においてロール本体12の外側(具体的には円筒18の外側)に配置されている。第1層14は、ロール本体12が有する円筒18の表面を被覆している。本実施形態において、第1層14は弾性を有する層である。第1層14は、第2層16に対する下地層である。第1層14の材料の例はゴムである。第1層14は、例えばゴムシートを円筒18の周方向に巻き付けることで形成されてもよいし、予め、上記ゴムシートによって筒部を形成し、その筒部をロール本体12に取り付けることによって形成してもよい。
第1層14のAショア硬さは通常50〜80である。第1層14は、タッチロール8を樹脂フィルムFに押しつけた場合の押圧力の反力(又は当たり)を吸収するための層である。例えば、タッチロール8の自重によってタッチロール8自体がたわむのを防止する点で、第1層14は厚すぎないことが好ましい。タッチロール8自体のたわみを防止することにより、樹脂フィルムFの幅方向に沿ってタッチ圧を均一に付与しやすくなる。一方、上記反力が分散しやすくする点で、第1層14が薄すぎないことが好ましい。上記反力を分散することにより、樹脂フィルムFの幅方向に沿ってタッチ圧を均一に付与しやすくなる。そのため、第1層14の厚さは、通常2mm〜15mmであり、好ましくは、3mm〜15mmであり、より好ましい範囲は3mm〜12mmである。
第1層14のAショア硬さは、第1層14と同じ材料で形成されており厚さが6mmの試験片をJIS K 6253に従ってデュロメータ タイプAの硬度(ショアA)で試験した結果の硬さである。
第2層16は、上記径方向において第1層14の外側に配置されている。第2層16の表面が接触面8aである。第2層16のAショア硬さは、第1層14のAショア硬さより小さい。すなわち、第2層16は、第1層14より柔らかい層である。第2層16のAショア硬さの例は、第1層14のAショア硬さの0以上40/50以下である。例えば、第1層14のAショア硬さが50〜80である場合、第2層16のAショア硬さは0〜40である。
第2層16の厚さは、特に限定されないが、例えば0.5mm〜10mm、好ましくは1mm〜10mm、より好ましくは1mm〜7mmである。
本実施形態では、第2層16は多孔質層である。多孔質層としては、特に限定されず、樹脂から構成されるフォーム材(いわゆる発泡体)が挙げられる。多孔質層を構成する樹脂としては、ポリエチレン、ポリウレタン等が挙げられる。
第2層16は、例えば、1枚のフォーム材を第1層14の周方向に巻くことによって形成されてもよいし、複数の矩形(又は短冊状)のフォーム材で第1層14の外面を隙間が生じないように被覆することによって形成されてもよい。複数の矩形(又は短冊状)のフォーム材で第1層14の外面を被覆する際には、例えば、複数の矩形(又は短冊状)のフォーム材の長手方向がタッチロール8の回転軸線の方向と一致するように配置して周方向に複数配置させてもよいし、複数の矩形(又は短冊状)のフォーム材の長手方向がタッチロール8の回転軸線の方向を横切るように(或いはらせん状に)第1層14に巻き付けてもよい。
第2層16は、第1層14に着脱自在に取り付けられてもよい。例えば、上記1枚のフォーム材又は複数の矩形(又は短冊状)のフォーム材が第1層14の外面に、両面テープ、剥離可能な接着剤などによって貼られてもよい。
第2層16は、第1層14に対して上述したAショア硬さの関係を有すれば、例えば、径方向において複数の積層構造を有してもよい。第2層16が複数の層を有する積層構造を有する場合には、積層構造を有する第2層16が上記Aショア硬さの範囲を満たしていれば、各層の材料は異なっていてもよい。
第2層16のAショア硬さは、第2層16と同じ材料で形成された、厚さ6mmの試験片を準備し、JIS K6253に従ってタイプAのデュロメータで試験した結果の硬さである。或いは、第2層16が複数の層を含む積層構造を有する場合、第2層16の各層のAショア硬さは、各層と同じ材料で形成された、厚さ6mmの各試験片におけるJIS K 6253に定めるデュロメータ タイプAの硬度(ショアA)であってもよい。
タッチロール8は、一対の支持部材22によって回転可能に支持されている。支持部材22は、板状でもよいし、棒状でもよい。
位置調整機構10は、タッチロール8が有する接触面8aを、図2中の白抜き矢印で示したように、樹脂フィルムFに一定のタッチ圧を付与する押圧力で接触させるために、巻取り軸6及びタッチロール8のうち一方を他方に対して移動させる機構である。
図2に例示した実施形態では、タッチロール8を、巻取り軸6に対して移動させる場合を示している。図2に例示した実施形態では、位置調整機構10はシリンダである。位置調整機構10は、シリンダ本体24と、シリンダ本体24に対して伸縮可能なシリンダロッド26とを有する。シリンダロッド26は、支持部材22に連結されている。位置調整機構10であるシリンダの例は、油圧シリンダ及びエアシリンダを含む。位置調整機構10は、アクチュエータでもよい。位置調整機構10は、例えばスイング式でもよい。例えば、一対の支持部材22のうちタッチロール8と反対側の端部が支持軸に揺動可能に取り付けられてもよい。この場合、支持軸が位置調整機構10として機能する。上記一対の支持部材22は、位置調整機構10の一部であってもよい。
位置調整機構10は、巻取り軸6に巻かれる樹脂フィルムFの量に応じて、樹脂フィルムFに一定のタッチ圧を付与可能にタッチロール8の位置を調整するために例えば上記シリンダを制御する制御部を備えていてもよい。制御部は例えばシリンダが備えていてもよい。
位置調整機構10によって、巻取り軸6に樹脂フィルムFが連続的に巻き取られることでロール2の径が変化しても、それに応じてタッチロール8が後退する。その結果、接触面8aと樹脂フィルムFの表面との接触領域に、一定のタッチ圧が付与され得る。上記接触領域は、樹脂フィルムFの幅方向に延在している矩形を有する。
[検査工程]
検査工程S03では、ロール形成工程S02で形成されたロール2が良品か否かを検査する。具体的には、図3に示したように、ロール2に生じている筋状の欠陥Dの有無を検査する。欠陥Dは、例えばロール2の周方向に延在する欠陥である。検査工程S03は、後述の検査方法により、ロール2を検査する。検査方法は、図1に示したように、巻硬さ分布取得工程S03Aと、判定工程S03Bとを有する。
検査工程S03では、ロール形成工程S02で形成されたロール2が良品か否かを検査する。具体的には、図3に示したように、ロール2に生じている筋状の欠陥Dの有無を検査する。欠陥Dは、例えばロール2の周方向に延在する欠陥である。検査工程S03は、後述の検査方法により、ロール2を検査する。検査方法は、図1に示したように、巻硬さ分布取得工程S03Aと、判定工程S03Bとを有する。
<巻硬さ分布取得工程>
巻硬さ分布取得工程S03Aでは、図4及び図5に示したように、硬さ測定器28によって、ロール2の軸線方向Cにおける巻硬さ分布を取得する。図5は、図4の白抜き矢印側からロール2をみた場合の模式図である。
巻硬さ分布取得工程S03Aでは、図4及び図5に示したように、硬さ測定器28によって、ロール2の軸線方向Cにおける巻硬さ分布を取得する。図5は、図4の白抜き矢印側からロール2をみた場合の模式図である。
硬さ測定器28は、ロール表面(樹脂フィルムロール表面)2aを叩くように底面に設けられたハンマー30を有する。硬さ測定器28は、ハンマー30でロール表面2aを叩き、ロール表面2aにハンマー30が当たって停止するまでの減速度を測定する。ハンマー30で叩かれた箇所のロール2の巻硬さによって減速度は異なるため、減速度が巻硬さに対応する。硬さ測定器28は、ハンマー30がロール表面2aを叩くことが可能なように、ロール表面2aと底面との間の隙間を確保するためのハンマー30の両側に一対のスペーサ部材32を底面に有する。硬さ測定器28の例は、ACA System社製のRoQロール硬度計である。何れも特に制限されないが、ハンマー30の振動数(1秒間に叩く回数)は、例えば30〜70Hz、具体的には50Hz(平均35Hz)であり、ハンマー30の速度(1秒間に叩く速度)は、例えば0.1〜0.5m/s、具体的には0.15〜0.3m/s、より具体的には0.25m/s程度であってよい。
巻硬さ分布取得工程S03Aでは、図4に示しように、硬さ測定器28をロール2の一端から他端に向けて移動させながら、ハンマー30でロール表面2aを叩き、ロール表面2aにハンマー30が当たって停止するまでの減速度を測定し、軸線方向Cにおける減速度の変化を巻硬さ分布として取得する。硬さ測定器28の移動速度は、特に制限されないが、例えば80mm/s以下、好ましくは70mm/s以下、より好ましくは50mm/s以下であり、20mm/s以上であってもよい。
<判定工程>
判定工程S03Bでは、取得した巻硬さ分布に基づいて、ロール2の良否を判定する。具体的には、以下の第1条件及び第2条件をともに満たす場合にロール2を良品と判定し、第1条件及び第2条件の少なくとも一方を満たさない場合にロール2を不良品と判定する。
(第1条件)
巻硬さ分布の標準偏差である基準標準偏差が3以下である。
(第2条件)
第2条件は、巻硬さ分布における最大値と最小値との差が18G以下である。
判定工程S03Bでは、取得した巻硬さ分布に基づいて、ロール2の良否を判定する。具体的には、以下の第1条件及び第2条件をともに満たす場合にロール2を良品と判定し、第1条件及び第2条件の少なくとも一方を満たさない場合にロール2を不良品と判定する。
(第1条件)
巻硬さ分布の標準偏差である基準標準偏差が3以下である。
(第2条件)
第2条件は、巻硬さ分布における最大値と最小値との差が18G以下である。
ロール2の両端(測定開始点及び測定終了点)では、測定誤差のため、巻硬さが実際の値と大きく異なることがある。そのため、通常、第1条件及び第2条件を適用する際には、ロール2の両端又は両端とその近傍での測定値は取り除く。例えば、全測定値のうち両端から数点(例えば、1mm間隔で測定している場合は両端から5点)の測定値を除いた測定値に基づいて、上記第1条件及び第2条件を判定すればよい。このように、ロール2の両端又は両端とその近傍での測定値を取り除く場合、上記「基準標準偏差」は、全測定値のうち両端から上記数点の測定値を除いた残りの全測定値における標準偏差である。
巻硬さ分布の例を、図6〜図8に示す。図6〜図8は、硬さ測定器28としてACA System社製のRoQロール硬度計を使用し、該硬さ測定器28を50mm/sで且つ1mm間隔(ハンマーの速度:約0.25m/s)で移動させながら、下記樹脂フィルムロールの巻硬さを測定した結果に基づいた巻硬さ分布である。
図6は、図2に記載の巻取り装置を用いて、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム(厚み80μm、幅方向長さ1490mm、長手方向長さ4100mm)を巻取ることにより得られた樹脂フィルムロールの巻硬さ分布である。
図7は、図2に記載の巻取り装置を用いて、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム(厚み60μm、幅方向長さ1490mm、長手方向長さ3250mm)を巻取ることにより得られた樹脂フィルムロールの巻硬さ分布である。
図8は、図2に記載の巻取り装置を用いて、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム(厚み80μm、幅方向長さ1490mm、長手方向長さ3650mm)を巻取ることにより得られた樹脂フィルムロールの巻硬さ分布である。
図6は、図2に記載の巻取り装置を用いて、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム(厚み80μm、幅方向長さ1490mm、長手方向長さ4100mm)を巻取ることにより得られた樹脂フィルムロールの巻硬さ分布である。
図7は、図2に記載の巻取り装置を用いて、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム(厚み60μm、幅方向長さ1490mm、長手方向長さ3250mm)を巻取ることにより得られた樹脂フィルムロールの巻硬さ分布である。
図8は、図2に記載の巻取り装置を用いて、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム(厚み80μm、幅方向長さ1490mm、長手方向長さ3650mm)を巻取ることにより得られた樹脂フィルムロールの巻硬さ分布である。
図6及び図7はロール2が不良品である場合に実際に巻硬さを測定して得られた結果である。図8は、ロール2が良品である場合に、実際に巻硬さを測定して得られた結果を示している。図6及び図7の測定結果が得られたロール2では、図3に示したように、ロール2の一端部近傍に欠陥Dが存在していた。図6〜図8に示した巻硬さ分布は、巻取り条件が異なる点以外の条件が同じ場合の結果である。
図6〜図8では、全測定値のうち両端から5点の測定結果を除いた測定結果を示している。図6〜図8の縦軸は、硬さ測定器28の硬さ測定値(G)示している。硬さ測定値の単位「G」は重力加速度を示す。図6〜図8の横軸は、ロール2の幅方向の位置(軸線方向Cの位置)を示している。図6〜図8の横軸におけるP1及びP2の位置は、全測定値の両端から5点の測定結果を除いた位置に相当する。
判定工程S03Bでロール2が不良品と判定された場合、次のようにして欠陥Dの位置を判定してもよい。すなわち、図4に示したように、軸線方向Cにおいてロール2を仮想的に第1〜第Nの領域(Nは、3以上の整数)に分割する。通常、第1〜第Nの領域は、軸線方向Cにおける長さが均等である。Nは、25以下の整数であってもよい。
巻硬さ分布における第1〜第Nの領域に対応する第1〜第Nの平均値を算出し、第1〜第Nの領域のうち、第1〜第Nの平均値と巻硬さ分布における第1〜第Nの領域全体の平均値(以下、「基準平均値」と称す)との差が3G以上である領域に欠陥Dが存在すると更に判定する。図4では、N=3の場合を示しており、ロール2を、第1〜第3の領域A1,A2,A3に仮想的に分割した場合を示している。第1〜第Nの領域は、例えば、ロール2をN等分した領域であり得る。前述したように、全測定値のうち両端から上記数点の測定値を除く場合には、第1〜第Nの領域それぞれの平均値及び上記基準平均値の算出には、全測定値のうち両端から上記数点の測定値を取り除した残りの全測定値で形成される巻硬さ分布に対して算出されればよい。ロール2全体を第1〜第Nの領域に分割した場合を例示したが、第1〜第Nの領域は、ロール2全体を分割した領域である必要はない。例えば、上記のように全測定値の両端から数点の測定値を取り除く場合には、その取り除かれた有効な測定値の取得範囲に対応するロール領域を第1〜第Nの領域に分割してもよい。
<変更工程>
検査工程S03においてロール2が不良品であると判定された場合(図1の検査工程S03で「NO」の場合)、変更工程S04を実施する。変更工程S04では、準備工程S01で準備する樹脂フィルムF及びロール形成工程S02における巻取り条件の少なくとも一方を変更する。
検査工程S03においてロール2が不良品であると判定された場合(図1の検査工程S03で「NO」の場合)、変更工程S04を実施する。変更工程S04では、準備工程S01で準備する樹脂フィルムF及びロール形成工程S02における巻取り条件の少なくとも一方を変更する。
(準備工程S01で準備する樹脂フィルムFの変更の例)
樹脂フィルムFを、例えば、樹脂フィルムFの幅方向(長手方向に直交する方向)の厚さが一層均一である樹脂フィルムFに変更する。樹脂フィルムFを製造することによって樹脂フィルムFを準備する場合、樹脂フィルムFの製造条件を変更する。例えば、樹脂フィルムFの幅方向の厚さが均一になるように、押出成形の条件を調整すればよい。樹脂フィルムFを購入して樹脂フィルムを準備する場合、購入している他の樹脂フィルムFに取り替えてもよい。
樹脂フィルムFを、例えば、樹脂フィルムFの幅方向(長手方向に直交する方向)の厚さが一層均一である樹脂フィルムFに変更する。樹脂フィルムFを製造することによって樹脂フィルムFを準備する場合、樹脂フィルムFの製造条件を変更する。例えば、樹脂フィルムFの幅方向の厚さが均一になるように、押出成形の条件を調整すればよい。樹脂フィルムFを購入して樹脂フィルムを準備する場合、購入している他の樹脂フィルムFに取り替えてもよい。
(巻取り条件の変更の例)
巻取り条件を変更する場合、例えばタッチ圧や搬送速度を補正する。タッチ圧は、位置調整機構10によって調整され得る。タッチ圧は、タッチロール8の構成によっても調整され得る。よって、タッチ圧は、タッチロール8を変更することによって調整されてもよい。
巻取り条件を変更する場合、例えばタッチ圧や搬送速度を補正する。タッチ圧は、位置調整機構10によって調整され得る。タッチ圧は、タッチロール8の構成によっても調整され得る。よって、タッチ圧は、タッチロール8を変更することによって調整されてもよい。
例えば、タッチロール8において、第1層14の厚さ、第1層14のAショア硬さ、第2層16の厚さ及び第2層16のAショア硬さの少なくとも一つを変更してもよいし、第2層16を備えないタッチロール(すなわち、第1層の表面が接触面であるタッチロール)に変更してもよいし、逆に、第1層14を備えないタッチロールを使用してもよい。更に、タッチロール8として、図9に示したタッチロール34を使用してもよい。
タッチロール34は、第2層16の代わりに第2層36を備える点でタッチロール8と相違する。第2層36は、内層38と外層40とを有する。内層38及び外層40は、いずれも多孔質層(例えばスポンジ層)である。内層38及び外層40のAショア硬さは、第1層14のAショア硬さより小さく、内層38のAショア硬さは外層40のAショア硬さより小さい。換言すれば、内層38及び外層40は、第1層14より柔らかく、外層40は、内層38より硬い。例えば、内層38のAショア硬さの例は0〜20であり、外層40のAショア硬さは20〜40である。内層38のAショア硬さは外層40のAショア硬さより小さいため、例示した内層38及び外層40の一方のAショア硬さが20である領域を含む場合、他方のAショア硬さは20である領域を含まない。内層38は、例えば第1層14に着脱自在であってもよい。外層40は、内層38に着脱自在であってもよい。
変更工程S04を実施した場合には、検査工程S03でロール2が良品と判定されるまで、準備工程S01、ロール形成工程S02、検査工程S03及び変更工程S04を繰り返す。
<回収工程>
検査工程S03でロール2が良品と判定された場合(図1の検査工程S03で「YES」の場合)、回収工程S05を実施する。
検査工程S03でロール2が良品と判定された場合(図1の検査工程S03で「YES」の場合)、回収工程S05を実施する。
回収工程S05では、検査工程S03で良品と判定されたロール2を形成するために実施した準備工程S01及びロール形成工程S02を再度実施して、良品ロールとしてのロール2を製造し、回収する。
これにより、回収工程S05で回収されたロール2(良品ロール)は、検査工程S03が有する巻硬さ分布取得工程S03Aと同様の工程をロール2に実施した場合に、取得された巻硬さ分布が、上記第1条件及び第2条件をともに満たす樹脂フィルムロールである。すなわち、良品であるロール2は、欠陥Dを実質的に含まない樹脂フィルムロールである。
更に、回収工程S05で回収された良品であるロール2では、軸線方向Cにおいてロール2を仮想的に第1〜第Nの領域に分割した際に、上記取得された巻硬さ分布おける第1〜第Nの領域に対応する第1〜第Nの平均値を算出した場合、第1〜第Nの平均値と、基準平均値との差が3G未満であり得る。すなわち、良品であるロール2は、第1〜第Nの領域いずれにも欠陥Dを実質的に含まない樹脂フィルムロールである。第1〜第Nの領域の分割方法並びに平均値及び基準平均値の算出方法は、判定工程S03Bで説明した場合と同様である。
上記樹脂フィルムロールの製造方法では、図1に示した検査工程S02で、一実施形態に係る検査方法を採用しているため、図3に示した欠陥Dを実質的に有しない樹脂フィルムロールを確実に製造できる。以下、具体的に説明する。
欠陥Dが、ロール形成工程S02において樹脂フィルムFを巻き取る際に、空気が一緒に巻き込まれたことによって形成されたシワなどに起因していると考えられる。そして、欠陥Dの有無は、従来、図10に示したように、ロール2の一方の側に配置された光源42からロール2に光を照射し、透過光を目視観察する方法等で行われていた。該方法では、欠陥Dが生じている箇所は暗くなるので、欠陥Dの有無を判定できる。図3は、このような外観検査で現れた欠陥Dを模試的に示している。しかしながら、目視検査であるため、主観に影響され易い。更に、欠陥Dが表層近くにない場合、図10の方法でも欠陥Dの有無を判定できない。
本願発明者は、欠陥Dの有無の判定について鋭意研究を行った。その結果、欠陥Dの箇所では、巻硬さが、欠陥Dが存在しない箇所に比べて大きく異なること、すなわち、巻硬さ分布と欠陥Dとの発生箇所に相関関係があること、を見いだした。更に、判定工程S03Bで説明した第1条件及び第2条件の何れか一方を満たさない場合に、欠陥Dが存在していると判定できることが見いだされた。
検査工程S03では、ロール2の軸線方向Cの巻硬さ分布を取得する。巻硬さ分布が第1条件及び第2条件の何れか一方を満たさない場合にロール2を不良品と判定し、第1条件及び第2条件をともに満たす場合にロール2を良品と判定する。そのため、ロール2を形成した後にロール2の良否を判定できる。更に、巻硬さ分布に基づいてロール2の良否を判定するため、ロール2の良否を客観的に判定できる。
検査工程S03について、上述の図6、図7及び図8に示した測定結果に基づいて具体的に説明する。
図6において、巻硬さ分布における基準標準偏差は、3.2であり、巻硬さの最大値は、143.1Gであり、最小値は、113.3Gであった。すなわち、巻硬さの最大値と最小値との差は、29.80Gであった。したがって、図6に示した結果に対応する樹脂フィルムロールでは、条件1及び条件2を満たさなかった。
図7において、巻硬さ分布における基準標準偏差は、2.9であり、巻硬さの最大値は、148.0Gであり、最小値は、118.7Gであった。すなわち、巻硬さの最大値と最小値との差は、29.30Gであった。したがって、図7に示した結果に対応する樹脂フィルムロールでは、条件1を満たす一方、条件2を満たさなかった。
一方、図8において、巻硬さ分布における基準標準偏差は、1.9であり、巻硬さの最大値は、144.5Gであり、最小値は、133.6Gであった。すなわち、巻硬さの最大値と最小値との差は、10.90Gであった。したがって、図7に示した結果に対応する樹脂フィルムロールでは、条件1及び条件2をともに満たしていた。
図6〜図8により示された巻硬さ分布を有する樹脂フィルムロールに対して、図10を利用して説明した目視検査で検査した結果、図6及び図7により示された巻硬さ分布を有する樹脂フィルムロールでは筋状の欠陥が観察された一方、図8により示された巻硬さ分布を有する樹脂フィルムロールでは筋状の欠陥は観察されなかった。更に、図8により示された巻硬さ分布を有する樹脂フィルムロールを繰り出しても筋状の欠陥は観察されなかった。すなわち、検査工程S03での検査で、ロール2の良否を判定可能であった。
検査工程S03を含む樹脂フィルムロールの製造方法では、検査工程S03の結果に応じて変更工程S04を実施するため、欠陥Dを実質的に含まないロール2(すなわち、良品ロール)を製造可能である。
タッチロール8が第1層14及び第2層16を備える実施形態では、樹脂フィルムFの表面に凹凸があっても、第2層16が樹脂フィルムFの表面の凹凸に追従するとともに、ロール本体12と第2層16との間に第1層14が介在していることで、第1層14の硬さ(或いは弾性)で樹脂フィルムFの凸部分で生じる強い圧力を吸収できる。その結果、タッチロール8と樹脂フィルムFとの接触領域に、その幅方向に沿ってタッチ圧を均一に付与し易い。そのため、樹脂フィルムFの巻き取る場合に、空気の巻き込みを防止し易い。ことから、欠陥Dを実質的に含まないロール2を一層製造し易い。第1層14及び第2層16の厚さ、Aショア硬さなどをパラメータとしてタッチロール8を調整できるため、変更工程S04での巻取り条件の変更が容易である。
第2層16が第1層14に対して着脱自在である場合、変更工程S04で、例えば第2層16の変更が容易である。そのため、良品であるロール2を製造するための時間を短縮できる。
タッチロール8の代わりに例えば図9に示したタッチロール34を使用した場合、タッチロール34が有する第2層36の内層38が外層40より柔らかいので、樹脂フィルムFの表面の凹凸に追従可能である。第2層36は内層38より硬い外層40を有しているため、内層38を直接樹脂フィルムFに接するよりも第2層36の劣化、損傷(削れ、摩耗等)を防止できる。更に、タッチロール34と樹脂フィルムFとの接触領域の短手方向の長さが短くなりやすい。そのため、更に一定のタッチ圧で確実に樹脂フィルムFの表面を押圧可能であり、空気の巻き込みを一層防止できる。そのため、ロール形成工程S02において、タッチロール34を使用する実施形態では、欠陥Dを実質的に含まないロール2を一層製造し易い。
不良品と判定されたロール2に対して、前述したように、ロール2における仮想的に分割された第1〜第Nの領域のうち欠陥Dが存在する領域を特定する実施形態では、図4に示したように、ロール2を仮想的に第1〜第Nの領域(図4ではN=3)の分割した際に、巻硬さ分布における第1〜第Nの領域に対応する第1〜第Nの平均値を算出し、第1〜第Nの領域のうち、第1〜第Nの平均値と基準平均値との差が3G以上である領域に欠陥Dが存在すると判定してもよい。この場合、ロール2の軸線方向Cにおいて欠陥Dが生じている箇所を特定できるので、欠陥Dを生じないように、変更工程S04を実施し易い。例えば、押出成形で樹脂フィルムFを製造している場合、欠陥Dが生じる位置の樹脂フィルムFの厚さを確実に調整し易い。そのため、良品であるロール2を製造するための時間を短縮可能である。
本発明の製造方法により得られるロール2は、ロール2を他の製品を製造するための原反ロールとし得る。ロール2から繰り出される樹脂フィルムFに欠陥Dが実質的に存在しないので、該原反ロールより所望の特性を有する製品を製造できる。
ロール本体12は、一対の軸部20を備えなくてもよい。この場合、タッチロール8とは別に回転軸を準備し、ロール本体12自体であるタッチロールに上記回転軸を通し、一対の支持部材22で回転軸を回転可能に支持してもよい。ロール本体12は、例えば、円柱状の胴部(中実の胴部)と、一対の軸部20とを有してもよい。この場合、一対の軸部20は、上記胴部の軸線方向における両端面に、胴部の軸線に同心でそれぞれ設けられる。
樹脂フィルムFは、例示したように押出成形によって製造されたフィルムに更に延伸処理などが施されることによって製造された偏光フィルム、位相差フィルムでもよい。
タッチロール8が有する第1層14及び第2層16として、第1層14が例えばゴム層であり、第2層16がフォーム材層である場合を例示したが、第1層14及び第2層16が例示した硬さの関係を有すれば、例えば第1層14は多孔質層でもよいし、第2層16は非多孔質層でもよい。第2層16は、Aショア硬さが第1層のAショア硬さより小さい層であれば、第2層16の材料はゴムであってもよい。
タッチロールは、図11に示したタッチロール44でもよい。タッチロール44は、第2層16の代わりに第2層46を備える点で、タッチロール8と相違する。第2層46の第1層21に対するAショア硬さの関係は、第2層16の場合と同様であり、第2層46の材料の例は、第2層16の場合と同様である。以下、第2層46を、第2層16との相違点を中心にして説明する。
第2層46は、幅方向に沿って、複数の領域46a,46b,46cをこの順に有する。領域46a、領域46b及び領域46cの厚さは同じである。領域46a、領域46b及び領域46cのうち少なくとも一つの領域のAショア硬さは、他の領域のAショア硬さと異なる。例えば、領域46aと領域46cのAショア硬さは同じであり且つ領域46bのAショア硬さより小さい(又は大きい)。Aショア硬さの違いは、使用する材料の違いで実現し得る。
図11では、第2層46が幅方向に3つの領域を有する場合を例示しているが、領域の数は3つに限定されない。第2層46が幅方向に有する複数の領域のAショア硬さ及び各領域の幅方向の長さは、幅方向において樹脂フィルムFに均一のタッチ圧を付与できるように設定されていればよい。
本発明は、上述した種々の実施形態に限定されるものではない。上述した種々の実施形態及び変形例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わされ得る。
2…ロール(樹脂フィルムロール)、2a…ロール表面、8…タッチロール、30…ハンマー、C…軸線方向、F…樹脂フィルム。
Claims (8)
- 樹脂フィルムが巻かれてなる樹脂フィルムロールの軸線方向に沿ってハンマーを移動させながら、前記ハンマーで樹脂フィルムロール表面を叩き、前記樹脂フィルムロール表面に前記ハンマーが当たって停止するまでの減速度を測定し、前記軸線方向における前記減速度の変化を、前記軸線方向における巻硬さ分布として取得する巻硬さ分布取得工程と、
前記巻硬さ分布に基づいて、前記樹脂フィルムロールの良否を判定する判定工程と、
を備え、
前記判定工程では、第1条件及び第2条件をいずれも満たす場合に前記樹脂フィルムロールを良品と判定し、前記第1条件及び前記第2条件の少なくとも一方を満たさない場合に前記樹脂フィルムロールを不良品と判定し、
前記第1条件は、前記巻硬さ分布の標準偏差である基準標準偏差が3以下であるという条件であり、
前記第2条件は、前記巻硬さ分布における最大値と最小値との差が18G以下であるという条件である、
検査方法。 - 前記判定工程で不良品と判定された場合、
前記軸線方向において前記樹脂フィルムロールを仮想的に第1〜第Nの領域(Nは、3以上の整数)に分割し、
前記巻硬さ分布における前記第1〜第Nの領域それぞれの平均値を算出し、第1〜第Nの領域のうち、前記第1〜第Nの領域における各平均値と前記巻硬さ分布における前記第1〜第Nの領域全体の平均値との差が3G以上である領域に欠陥が存在すると更に判定する、
請求項1に記載の検査方法。 - 前記巻硬さ分布取得工程では、前記ハンマーを80mm/s以下で前記軸線方向に移動させながら前記巻硬さ分布を取得する、
請求項1又は2に記載の検査方法。 - 樹脂フィルムを準備する準備工程と、
前記樹脂フィルムを巻取り軸に巻き掛けて、タッチロールを前記樹脂フィルムの表面に押し当てながら、前記巻取り軸の周りに前記樹脂フィルムを巻き取ることによって、前記樹脂フィルムが巻かれてなる樹脂フィルムロールを形成するロール形成工程と、
前記樹脂フィルムロールを、請求項1〜3の何れか一項に記載の検査方法で検査する検査工程と、
前記検査工程で、前記樹脂フィルムロールが不良品と判定された場合、前記準備工程で準備する長尺の樹脂フィルム及び前記ロール形成工程での巻取り条件の少なくとも一方を変更する変更工程と、
前記検査工程で、前記樹脂フィルムロールが良品と判定された場合、前記樹脂フィルムを回収する回収工程と、
を備える樹脂フィルムロールの製造方法。 - 前記変更工程を行った後、更に、前記準備工程、前記ロール形成工程及び前記検査工程を繰り返す、
請求項4記載の樹脂フィルムロールの製造方法。 - 前記変更工程では、前記準備工程において前記樹脂フィルムの長手方向に直交する方向において厚さが均一である樹脂フィルムを準備すること、
及び、前記ロール形成工程において前記タッチロールの前記樹脂フィルムへの押圧力を補正すること、
の少なくとも一方を実施する、
請求項4に記載の樹脂フィルムロールの製造方法。 - 樹脂フィルムが巻かれてなる樹脂フィルムロールであって、
前記樹脂フィルムロールの軸線方向に沿ってハンマーを移動させながら、前記ハンマーで樹脂フィルムロール表面を叩き、前記樹脂フィルムロール表面に前記ハンマーが当たって停止するまでの減速度を測定し、前記軸線方向における前記減速度の変化を、前記軸線方向における巻硬さ分布として取得した場合に、前記巻硬さ分布の標準偏差である基準標準偏差が3以下であり、且つ、前記巻硬さ分布における最大値と最小値との差が18G以下である、
樹脂フィルムロール。 - 前記軸線方向において前記樹脂フィルムロールを仮想的に第1〜第Nの領域(Nは、3以上の整数)に分割した場合、前記巻硬さ分布における前記第1〜第Nの領域それぞれの平均値と、前記巻硬さ分布における前記第1〜第Nの領域全体の平均値との差が3G未満である、
請求項7に記載の樹脂フィルムロール。
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