JP5410817B2 - フィルムの巻取方法 - Google Patents

Description

本発明は、ニアロールとタッチロールを有するセンタードライブ式フィルム巻取機を用いフィルムを巻取る方法、並びに、当該巻取方法を用いて巻き取られたフィルムの巻取物に関する。フィルムとしては、例えば、電子部品を搬送する際に用いられるキャリアテープ用カバーテープ用フィルムのような積層フィルムが挙げられる。

保管・搬送の利便性からフィルムは、通常、巻芯に巻き取られた状態、すなわち巻取ロールとして取引される。例えば、ＩＣ等のチップ型電子部品を封入するために用いられるカバーテープは、巻芯に広幅又はスリットを行い狭幅の状態として巻取られた状態で流通している。

フィルムの巻取方法として、一般的に、センタードライブ式フィルム巻取機を使用するフィルムの巻取方法やサーフェースドライブ式巻取機を使用するフィルムの巻取方法が知られている。後者の巻取方法は、巻取中心軸は積極的に駆動せず、巻取中心軸に圧接するロールを積極駆動させフィルムをロール状に巻き取る方法で有り、圧接するロールを駆動させるためフィルムの巻径が大きくなっても駆動トルクは変わらずに小径から大径まで高速でフィルムを巻き取ることができる。しかしながら、この巻取方法は、偏肉の有るフィルムや滑り易いフィルムを巻き取る場合、フィルム厚みの薄い部分に皺が生じやすい、巻き硬さにむらが生じる等の理由から用途が限定されることが多い。一方で前者のセンタードライブ式フィルム巻取機を使用するフィルムの巻取方法は、巻取中心軸を駆動させフィルムをロール状に巻き取る方法で有り、汎用性が高く、多くのフィルムの巻取に適用されている。

センタードライブ式フィルム巻取機を使用するフィルムの巻取方法は、種々の分野で採用されており、その巻取方法を改善する試みも行われている。この巻取機を使用しフィルムを直接巻き取る場合、フィルムに同伴する空気の影響により、巻き込み開始点では空気を挟み込む形になる。不織布のような空気を通すもので有れば空気は直ぐに抜けてしまうので問題がないが、フィルムのように空気を通しにくいものは空気を完全には追い出すことができず、わずかな空気を一緒に巻き込むことになる。巻取ロールの径が大きくなるに従い、半径方向の締め付け圧力が増加し、巻き込まれた空気は巻取ロールの側面から追い出される。この際のフィルム層間の空気の不規則な移動により、巻きずれや皺が発生する。又、巻取ロールには内部応力が存在するため巻取後の保管、輸送時においてもフィルム層間に残った空気は徐々に抜け、巻き締りによる巻きずれや皺が発生する。このため巻取中心軸の前にタッチロールを設け、タッチ巻きにて空気の巻き込みを防止しながらフィルムを巻取る方法が各種提案されている。例えば、磁気テープ等の巻取の際に、巻取径に追従する形でタッチロールの支持部を移動させる方法（特許文献１）や、不織布等の巻取の際に、巻取開始時と巻取終了時の押圧荷重としてプレスロールを使用して制御する方法（特許文献２）等で有る。

しかしながら、前記のタッチロールを用いた「タッチ巻き」と呼ばれる巻取方法は、偏肉の少ないフィルムの場合には空気の巻込み防止に効果があるが、フィルムの幅方向で特定範囲以上の偏肉の有るフィルムを巻取る場合、巻取ロールの巻径が大きくなるに従い、巻取ロールの凹凸（コブ）が顕著になってくる。従って巻き始め当初はタッチロールが巻取中心軸に対し平行に圧接しているが、巻取ロールの巻径が大きくなるに従い、凹凸の影響により、タッチロールが既に巻き取られているフィルムの巻取ロールに均一に当たらず両者の間の平行度がずれてくるという問題があった。これによりタッチロールとフィルムの上流側のガイドロール間の平行度がずれ、その部分でフィルムの皺が発生する原因となっていた。

又、フィルムのタッチ巻きにおいては、フィルム層間の空気の量が少ないこと、それに伴いフィルム層間の密着性が上がり、摩擦係数が上がることなどから巻取られた巻取ロールは一般的に巻きが硬くなる傾向がある。この方法で偏肉の有るフィルムを硬く巻取った場合、前記の巻取ロールの凹凸部は塑性変形し、フィルム繰り出し時にフィルムそのものに歪み（フレアー）を生じ、使用できなくなることも有る。又、カバーテープのようにシール層を有する積層フィルムを硬く巻き取った場合、フィルム同士が接着しフィルムを繰り出せない又は繰り出しにくい等の問題が生じていた。

この問題を解決するためにタッチロールのタッチ圧力をできるだけ小さくしフィルムを巻き取る方法も試みられているが、タッチロールを巻きロールのフィルムが最初に巻取りロールに接する位置に配置された巻取り方法の場合、タッチロールのタッチ圧力が小さいと、タッチロールが逃げやすくなり安定したタッチ圧力を維持することができず、巻き取られたフィルムの巻きずれや皺が発生するという問題も生じていた。

更に、前記のタッチ巻きにおいてはフィルムの自動巻換え時に、一旦タッチロールのコンタクトを開放し巻取中心軸を他の巻取中心軸に移し換える際に、フィルムの巻ずれや皺が発生する問題が生じていた。

特開２００５−２０６３０１号公報 特開２００６−２２５１３５号公報

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、フィルム巻取時及びフィルム巻換え時の巻きずれ、皺の抑制及びフィルム保管・輸送時における巻取ロールの変形を抑制することができるフィルムの巻取方法、並びに該巻取方法を用いて巻き取られた巻取物を提供するもので有る。

本発明者等は、前記課題を解決する方法を鋭意検討した結果、ニアロールとタッチロールを有するセンタードライブ式フィルム巻取機において、フィルムの巻き始めから巻き終わりまで連続してタッチ圧力とフィルムの巻取張力を制御することにより、フィルム巻取時及びフィルム巻換え時の巻きずれ、皺の抑制及びフィルム保管・輸送時における巻取ロールの変形を抑制できることを見出し本発明に至った。

すなわち本発明は、フィルム４を巻取る巻芯５および巻取中心軸３を有し、少なくとも上流側のニアロール１、およびそれよりも下流側に配置されたタッチロール２を有するセンタードライブ式フィルム巻取機を用い、タッチロール２のタッチ圧力、及びフィルムの巻取張力を、フィルムの巻き始め又は巻きの途中の段階より、巻き終わりまで連続して漸次減少させるように制御することを特徴とするフィルムの巻取方法である。そして、フィルムの巻き始めから巻き終わりまで、ニアロール１と巻取ロール６の距離を０．５〜１０ｍｍ以内に制御し、タッチロール２のタッチ圧力を初期圧力に対し３０％から８０％の範囲で、且つフィルムの巻取張力を初期張力に対し３０〜８０％の範囲で、それぞれ連続的に漸次低下させることが好ましい。

本発明は、フィルムの幅が５ｍｍ以上、１５００ｍｍ以下、フィルムの厚みが０．０１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であるのフィルムの巻取りに好適である。そして例えば、キャリアテープ用カバーテープ用のフィルムの巻取りに好適に用いることができる。
また、本発明は前記の巻取方法により巻取られたフィルムを包含する。

本発明によれば、ロール状に巻き取ったフィルムの巻取状態を良好に仕上げることができるだけでなく、巻き取った後の保管や輸送時にもその良好な状態を維持することが可能なフィルムの巻取方法、並びにロール状に巻き取られたフィルムの巻取ロールを提供することができる。

本発明に係る巻取方法を模式的に示した図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。

図１は、本実施形態のフィルムの巻取方法を説明する概念図である。本実施形態のフィルムの巻取方法は、図１に示すように、ニアロール１、タッチロール２、巻取中心軸３からなるセンタードライブ式フィルム巻取機とフィルム４を巻き取るための巻芯５を用いて行う。当該巻取方法によって得られる巻芯５とそれにロール状に巻き取られたフィルム４とを併せてロール状巻取ロール６と称する。

フィルムの巻取り時に、ニアロール１は巻取ロール６に接することが無いように機器に対し平行移動するように間隙を調整する。このことによって、前記のように巻取りが進んで巻取ロール６の巻径が大きくなるに従って、フィルムの凹凸の影響により、ニアロール１と巻取ロール６の平行度がくずれてきても、この間の距離が短くなる事でこの位置での巻取ロール６に巻かれたフィルムに皺が発生することを抑制することができる。
ニアロール１と巻取ロール６の距離は、０．５〜１０ｍｍ以内に制御することが好ましい。０．５ｍｍ未満では、巻きコブの影響が相対的に大きくなり、径の大きい部分で巻取ロール６とニアロール１が接触してしまう恐れがあり接触するとこの部分の応力集中による巻き崩れが発生する恐れがあり、１０ｍｍを超えると、ニアロール１と巻取ロール間において皺が発生する場合がある。

本発明においてニアロール１以降にタッチロール２を設ける。ニアロール１は直接巻取ロールと触れることはなく巻取ロール６の凹凸の影響がないため、ニアロール１とフィルム上流側のガイドロールの平行度のずれが問題とならなくなり、この間で皺が発生することはなくなる。ニアロール以降タッチロール手前での間でフィルムは空気を巻き込んだ状態にはなるが、巻取ロール６に接地するため、偏肉の有るフィルムを巻取り、巻取ロール６に凹凸が有る場合でもこの影響を受けることはない。

ニアロールとタッチロールの位置関係は、フィルムと巻きロールとの接線以外であればどの位置でも効果はあり、制約されるものでは無い。

又、巻コブ等、巻径に対する幅方向に径変化がある巻取ロール６は、内部応力を小さくしないとコブ部での変形等が生じる可能性があり、かつ、同時に巻取ロールの巻取後の製品の保管、輸送時の巻き締りによる皺の発生を防止するためには、タッチ圧力を小さくする必要が有る。フィルムの巻取りにおいて、タッチロール２のタッチ圧は、初期の圧力に対して３０〜８０％で連続的に漸次低下させることが好ましい。タッチロール２は巻取ロール６とは接線で触れているのみとなるので、タッチ圧力を小さくても安定して空気の巻込みを抑制することができる。又、巻取ロール６に凹凸が有り片当たりした場合においてもタッチ圧力を安定した状態で維持することができる。
これにより巻取ロール６の巻き取り中及び巻き取り後の巻き硬さは、通常のニアロールを使用しないタッチ巻きに比べ軟らかくなり、巻取ロール６の巻き取り中及び巻き取り後の凹凸部の塑性変形によるフィルム繰り出し時のフィルムの歪みや、カバーテープのようにシール層を有する積層フィルムでも、フィルム同士が接着しフィルムを繰り出せない又は繰り出しにくい等の問題の発生を著しく抑制する効果がある。

更にはタッチロール２を巻取中心軸と同じフレームに設けることでタッチロール２のコンタクトを開放することなく巻取中心軸を他の巻取中心軸に移し換えることができ、フィルム巻き始めから巻き終わりまで連続してタッチしながらフィルムを巻き取ることができる。

ニアロール１およびタッチロール２の材質としては、特に限定されないが、フィルムの巻取張力に影響を与えにくい軽量の金属やゴム製のロールが好ましい。

タッチロール２の圧力制御方法としては、特に限定されないが、タッチロール２の左右にエアーシリンダーを設け、シリンダーのエアー圧力を自動で調節できるもの等が挙げられる。

本発明のフィルムの巻き取りにおいて、巻芯５の外径は、特に限定されるものではないが、８６ｍｍ以上、１１７ｍｍ以下が好ましく、更に好ましくは、９２〜１０７ｍｍの範囲である。８６ｍｍ以上であれば、フィルム４を巻き出した際の巻き癖が抑えられるため使用時の取り扱いが容易である。また、保管・輸送時の取り扱い容易性から、１１７ｍｍ以下であることが好ましい。

巻取張力とは、フィルム４を巻芯５に巻き付ける際に、巻き付け位置においてフィルム４をその長さ方向に引張る力である。この巻取張力は、フィルムの巻き取り時に、初期張力に対して３０〜８０％の範囲で連続的に漸次低下させることが好ましい。このような制御によって、フィルムの皺の発生や巻きずれの抑制により大きな効果を得ることができる。
巻取張力の制御方法としては、特に限定されないが、巻芯５に巻き取られたフィルム４の巻取長さやロール状巻取物６の巻径に応じてフィルムの巻取張力を検知し、自動調節できるものが好ましい。

フィルムの巻き取りにおいて、巻き取り開始時はフィルムをコアに巻き付ける必要があり、又巻き取り開始から数周までの巻いた状態においてはコアの材質や厚みの影響を受けやすく、巻き締まりやコアの抜けが生じ易い。この影響が生じ易い場合には、巻き始めから一定の間は、タッチ圧力及びフィルム張力を巻き始めの値と同程度に維持し、その後巻きの途中の段階より巻き終わりまで連続して漸次減少していく事で本発明の効果が得られる。そのような場合に於いてもフィルム張力およびタッチ圧力を巻き始めと同程度に維持する期間は、巻芯５の外径より巻きロールの外径の増加が３０ｍｍ迄、好ましくは２０ｍｍまでであって、それを超えてフィルム張力およびタッチ圧力を巻き始めと同程度に保持した場合は、十分にフィルムの皺の発生や巻きずれを抑制することが困難となる。

本発明で用いることのできるフィルムは、工業的に用いられている樹脂を使用した単層フィルム、積層フィルムどちらでも良く、これらフィルムの表面に帯電防止剤等の加工処理を行ったフィルムで有っても良い。

前記フィルムを構成する樹脂としては、特に限定されないが、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）、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートとの混合物などのポリエステル類、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル系樹脂やスチレン系樹脂などを挙げることができる。又、これらの混合物などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。

フィルムの厚みは、特に限定されるものではないが、０．０１ｍｍ以上のものがフィルム切れを起こすことも少ないので好ましい。一方で厚いフィルムでは、取り扱いの容易性の観点から２ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ以下、更に好ましくは０．０８ｍｍ以下である。

フィルムの幅は、特に限定されるものではないが、一般的には、５ｍｍ以上であって、１５００ｍｍ以下のものが用いられる。この幅が１ｍｍ以上のものは、保管又は輸送時に巻き崩れを抑制する大きな効果が得られる点で好ましい。一方、使用時の取り扱い容易性や主な用途の観点から、フィルム４の幅は１５００ｍｍ以下とすることが好ましい。

フィルムの長さは、特に限定されるものではないが、取り扱い容易性、主な用途、取引の実情を考慮すると、典型的には１００ｍ以上、６０００ｍ以下のものが用いられる。一般的に、巻取状態を安定に保つためには、巻取長さが短いほど有利になる。

巻芯５は、紙素材またはプラスチック素材から構成されるものを好適に用いることができる。フィルム４を巻き取る際に巻芯５に掛かる応力に対する耐久性の点からプラスチック素材を用いることが好ましい。また、巻芯５の強度向上を目的としてガラス繊維を添加した樹脂を巻芯の構成材料として用いることもできる。

巻芯５の巻取幅は、巻き付けるフィルム４の幅に依存し、例えば、フィルム４の幅と同一もしくはそれより僅かに広いことが好ましい。

以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
１２μｍの厚みのポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とし、２０μｍの厚みのポリエチレン系樹脂層と３０μｍの厚みのスチレン系樹脂層を積層してなる幅８８０ｍｍのラミネートフィルムを作成した。積層後の幅方向厚み偏差がもたらす巻径偏差は半径で１ｍｍであった。

上記ラミネートフィルムを図１に記載したセンタードライブ式のフィルム巻取機を用いて、以下の運転条件でフィルムの巻取を行い、３０００ｍ巻きのロールを作成し、巻換えの操作を行って、その際の状態を評価した。なお、巻取り中心軸（コア）はスパイラル巻き普通紙管、肉厚１５ｍｍ、内径３インチの物を使用した（外径：１０６ｍｍ）。
巻取り条件は、巻き始めから巻き径１２０ｍｍまでは一定張力として、巻き径１２０ｍｍから巻き終わりまで、タッチロール圧力および巻取り張力は、表１に記載した条件で、巻き径１２０ｍｍより、巻き終わりまで漸次連続的に低下させる制御を行った。

この巻取りの間および巻取後の状況について以下の評価を行った。
(1) 巻取中におけるロールの皺発生状況
(2) 巻取中における巻きずれの発生状況
(3) 巻取中におけるコブの発生状況
(4) 輸送時の巻きずれに相当する評価
(5) 巻き替え時の状況評価
(6) 保管後の巻き締まり評価
それぞれ全く発生せず良好は◎、問題無いレベルの発生は○、発生し不良となる場合は×とした。

（実施例２）
張力を巻き始めから漸次減少させる以外は実施例１と同様とした。
（実施例３）
タッチロールタッチ圧の巻き終わりを０．０３０ＭＰａ（変化割合４０％）とした以外は、実施例１と同様とした。
（実施例４）
ニアロールの距離を巻き始めから巻き終わりまで１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様とした。
（実施例５）
巻き取り張力の巻き終わりを９１Ｎ（変化割合３０％）とした以外は実施例１と同様とした。
（実施例６）
巻き取り張力の巻き終わりを２６Ｎ（変化割合８０％）とした以外は実施例１と同様とした。

（比較例１）
ニアロールの距離を巻き始めから巻き終わりまで０ｍｍとした以外は、実施例１と同様とした。
（比較例２）
タッチロールを使用せずに巻き取り巻き替えを実施した。ニアロール距離、巻き取り張力は実施例１と同様とした。
（比較例３）
巻き取り張力の巻き終わりを１３０Ｎ（変化割合０％）とした以外は実施例１と同様とした。
（比較例４）
タッチロールタッチ圧の巻き終わりを０．０５ＭＰａ（変化割合０％）とした以外は、実施例１と同様とした。

実施例１〜５および比較例１〜４の評価結果を、それぞれ表２および表３に纏めて示した。

表２から明らかなように、ニアロールとタッチロールを有するセンタードライブ式フィルム巻取機において、フィルムの巻き始めから巻き終わりまで連続してタッチ圧力とフィルムの巻取張力を制御したものについては、フィルム巻取時及びフィルム巻き換え時の巻きずれ、皺の発生やフィルム保管・輸送時における巻取ロールの変形の異常は認められない。以上、本発明を実施例に基づいて説明した。この実施例はあくまで例示であり、種々の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明に係るフィルムの巻取方法は、一般的な仕様の加工設備に容易に適用することが可能であり、巻取状態を高精度で制御することが求められるキャリアテープ用カバーテープ等に特に好適に用いることができる。

１ ニアロール
２ タッチロール
３ 巻取中心軸（コア）
４ フィルム
５ 巻芯
６ 巻取ロール

Claims (7)

1. フィルム（４）を巻取る巻芯（５）および巻き取り中心軸（３）を有し、少なくとも上流側のニアロール（１）、およびそれよりも下流側に配置されたタッチロール（２）を有し、前記巻き取り中心軸（３）方向から平面視したとき、ニアロール（１）と巻取ロール（６）との間で、フィルムがこれら２つのロールに対して共通接線をなし、且つニアロール（１）とタッチロール（２）との間で、フィルムがこれら２つのロールに対して共通接線をなさないことを特徴とする、センタードライブ式フィルム巻取機を用い、フィルムの巻き始めから巻き終わりまで、ニアロール（１）と巻取ロール（６）の距離を０．５〜１０ｍｍ以内に制御し、フィルムの巻き始め又は巻きの途中の段階より、巻き終わりまで、タッチロール（２）のタッチ圧力を初期圧力に対し３０％〜８０％の範囲で、且つフィルムの巻取張力を初期張力に対し３０〜８０％の範囲で、それぞれ連続的に漸次低下させることを特徴とするフィルムの巻取方法。
2. フィルムの幅が５ｍｍ以上、１５００ｍｍ以下である請求項１に記載のフィルムの巻取方法。
3. フィルムの厚みが０．０１ｍｍ以上、２ｍｍ以下である請求項１または請求項２に記載のフィルムの巻取方法。
4. フィルムが積層フィルムで有ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルムの巻取方法。
5. フィルムがシール層を有する積層フィルムであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルムの巻取方法。
6. フィルムがキャリアテープ用カバーテープ用のフィルムであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルムの巻取方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルムの巻取方法により巻取られたフィルムの巻取ロール。

Images