JP6324213B2 - 弾性体ローラー - Google Patents
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Description
図5は、従来からの台紙なしラベル1をロール状に巻いた状態の斜視図であって、台紙なしラベル1は、図5中で、その一部を拡大断面で示すように、ラベル基材2と、裏面側の粘着剤層3と、表面側の感熱発色剤層4およびその上層側の透明な剥離剤層5と、を有する。
なお、ラベル基材2の裏面側に位置検出用マーク6をあらかじめ印刷してある。
また、ラベル基材2の表面側に必要に応じて、ラベル使用者のマークや名称その他のデザインなどの固定情報(図示せず)をあらかじめ印刷しておくこともできる。
この台紙なしラベル1は、切断予定線7において所定ピッチで切断することにより単葉のラベル片1Aとすることができる。
しかしながら、長期間の使用にあたっては、粘着剤の付着を完全に防止することが困難であり、プラテンローラー17を通過した台紙なしラベル1がそのままプラテンローラー17に貼り付いて巻き込まれてしまうことがある(図6中、仮想線を参照)。この場合、ラベル詰まりを起こし、台紙なしラベル1の正常な移送、印字およびラベル片1Aの発行に支障をきたす。
さらに、台紙なしラベル1をサーマルヘッド16およびプラテンローラー17の間に挟持したままの状態で、印字発行を停止しているような場合には、台紙なしラベル1がプラテンローラー17の表面からはがれにくくなって、上述と同様に、台紙なしラベル1の巻込みが発生しやすくなる。
また、プラテンローラー17以外にも、プリンターの構成に応じては、台紙なしラベル1の移送用として回転駆動する一対のローラーからなるニップローラーユニット(図示せず)や、ガイドローラー14のように台紙なしラベル1を単純に案内するためのローラーとしても、非粘着性、あるいは剥離性(離型性)に優れたラベル用弾性体ローラーが要請されている。
プラテンローラー17の外表面に溝などを形成し、台紙なしラベル1(粘着剤層3)との接触面積を減少させ、粘着剤層3による貼付き現象を回避することも試みられているが、この溝付きプラテンローラーで台紙付きの一般的なラベルを移送印字する場合には、ラベルの台紙裏面との接触面積が不十分なために台紙との間で必要な摩擦力(グリップ力)を得ることができず、ラベルスリップが発生するなど移送機能に支障をきたしやすく、安定した移送および印字作用を期待することができないという問題がある。
また、プラテンローラー17に溝などを形成すると、これが摩耗しやすいという問題もある。
即ち、本発明は、ローラーシャフトと、このローラーシャフトの周囲に取り付けた弾性材と、を有するとともに、この弾性材に帯状部材を接触させて移送するための弾性体ローラーである。前記弾性材は、前記ローラーシャフトの外周に設けた内層側弾性材と、 この内層側弾性材の外周に設けて前記帯状部材に接触する被覆層と、を有し、前記内層側弾性材は、ローラーシャフト側から順に基底層と中間層とからなり、前記基底層および中間層はJIS K 6253規格に規定するデュロメータータイプAによるゴム硬度が30〜80度であるとともに、基底層のゴム硬度が中間層のゴム硬度より高く、前記被覆層は、SRIS 0101規格に規定するスプリング式アスカーC型による硬度が20度以下のシリコーン樹脂からこれを構成し、前記被覆層は、その厚さを10〜100μmとし、前記内層側弾性材には、その円周方向に沿って複数本の内層溝を形成するとともに、この内層溝は、その幅を25〜1300μmとし、その深さを25〜500μmとし、さらに、断面V字形状であってその溝角度を50〜120度としていることを特徴とする弾性体ローラーである。
図1は、プラテンローラー30の斜視図、図2は、プラテンローラー30の軸方向要部拡大断面図であって、プラテンローラー30は、ローラーシャフト21と、このローラーシャフト21の周囲に取り付けるとともに一体的に回転可能な弾性材22と、を有するとともに、この弾性材22にラベル(たとえば前述の台紙なしラベル1、図5)を接触させて移送するものである。
内層側弾性材23を構成する合成樹脂としては、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブデン、結晶性ポリブタジエン、ポリブタジエン、スチレンブタジエン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビリニデン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、アイオノマー、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアセタール(ポリオキシメチレン)、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、1,2−ポリブタジエン、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂を使用することができる。
また、たとえば、熱硬化性のシリコーンゴム、一液型RTV(Room Temperature Vulcanizing)ゴム、二液型RTVゴム、LTV(Low Temperature Vulcanizable)シリコーンゴム、耐油性熱硬化性ゴムなどの熱硬化性弾性材料を用いることができる。なかでもミラブル型シリコーンゴムが好適である。
A硬度が30度未満では、台紙なしラベル1などの帯状部材を移送案内するプラテンローラー30としては柔らかすぎ、すなわち、接触摩擦力が過剰となって、プラテンローラー30としての移送機能に支障が生ずる。また、サーマルプリンター8(図6)における印字品質が低下する。
A硬度が80度をこえると、プラテンローラー30として硬くなりすぎ、グリップ力が小さくなって移送力および移送精度が低下する。
なお、JIS K 6253規格に規定するデュロメータータイプAによるゴム硬度は、ISO−7619−1、ASTM D 2240に対応する規格であります。
ここに本明細書の一部を構成するものとして、JIS K 6253規格、ISO−7619−1規格、ASTM D 2240規格のすべての記載内容を援用する(incorporation by reference)。
中間層23bの厚さは、プラテンローラー30の径にもよるが、片肉0.3〜5.0mmであることが好ましい。この厚さは基底層23aに比較して軟質にしたことによる特徴が発揮される厚さである。より望ましくは片肉0.5〜2.0mmである。
シリコーン樹脂としては、たとえば、シリコーンゲルと呼ばれるシリコーン樹脂や、RTV(Room Temperature Vulcanizing)液状シリコーンゴム、LTV(Low Temperature Vulcanizable)液状シリコーンゴム、紫外線硬化型の液状シリコーンゴム、熱硬化性の液状シリコーンゴムなどを用いることができる。
熱硬化性のシリコーン樹脂は、熱硬化条件の調整および加工処理が比較的容易で、C硬度の設定も容易である。
したがって、プラテンローラー30は、台紙なしラベル1や台紙付きラベルその他の帯状部材のいずれに対しても必要な剥離性およびグリップ力を有し、安定した移送案内機能を発揮可能である。
C硬度が20度をこえると、被覆層24の弾性がゴム材のそれに近づくため、その表面の粘着性が急激に上がってしまい、摩耗しやすくなる。
なお、SRIS 0101規格に規定するスプリング式アスカーC型による硬度(C硬度)は、低硬度測定のデファクトスタンダードとしてグローバルに用いられており、JIS K 7312と同等の規格であります。
なお、SRIS 0101規格に規定するスプリング式アスカーC型による硬度(C硬度)は、低硬度測定のデファクトスタンダードとしてグローバルに用いられており、JIS K 7312と同等の規格であります。
ここに本明細書の一部を構成するものとして、SRIS 0101規格、JIS K 7312規格のすべての記載内容を援用する(incorporation by reference)。
厚さTが10μm未満では、被覆層24に厚さのムラが生じて、安定した剥離性およびグリップ力を得ることが困難になる。
厚さTが100μmをこえると、プラテンローラー30における内層側弾性材23の被膜として脆くなり、裂けやすくなる。
内層側弾性材23は、内層溝31それぞれの間を平坦な内層台状頂部32として形成している。
被覆層24は、被覆層溝33それぞれの間を平坦な被覆層台状頂部34として形成している。
なお、内層溝31および被覆層溝33の断面形状としては、V字形状以外にも、U字形状ないしすり鉢形状、矩形状その他の多角形状とすることができる。
内層溝31のピッチPが500μm未満では、互いに隣り合う内層溝31の間に形成する内層台状頂部32を加工することができる範囲がほとんどなくなる。
内層溝31のピッチPが1500μmをこえると、プラテンローラー30全体における内層溝31あるいは被覆層溝33の割合が低下し、台紙なしラベル1その他の帯状部材との接触面積が増加する傾向になり、プラテンローラー30としては、その剥離性が低下することを否めない。
内層溝31の幅Wが25μm未満では、台紙なしラベル1その他の帯状部材との接触面積が増加する結果、プラテンローラー30としては、その剥離性が低下する傾向にある。
内層溝31の幅Wが1300μmをこえると、プラテンローラー30が台紙なしラベル1などを粘着剤層3側から適正に押さえ支える部分の押圧力が低下し、サーマルプリンター8の印字部12におけるラベル片1Aへの印字抜けが発生するなど印字精度が低下する傾向にある。
内層溝31の深さHが25μm未満では、台紙なしラベル1その他の帯状部材との接触面積が増加する結果、プラテンローラー30としては、その剥離性が低下する傾向にある。
内層溝31の深さHが500μmをこえると、プラテンローラー30が台紙なしラベル1などを粘着剤層3側から押さえ支える部分の押圧力が低下し、サーマルプリンター8の印字部12におけるラベル片1Aへの印字抜けが発生するなど印字精度が低下する傾向にある。
内層溝31の溝角度Gが50度未満では、台紙なしラベル1その他の帯状部材との接触面積が増加する結果、プラテンローラー30としては、その剥離性が低下する傾向にある。
内層溝31の溝角度Gが120度をこえると、プラテンローラー30が台紙なしラベル1などを粘着剤層3側から押さえ支える部分の押圧力が低下し、サーマルプリンター8の印字部12におけるラベル片1Aへの印字抜けが発生するなど印字精度が低下する傾向にある。
平坦で水平な台板上に、先に図5を用いて説明した台紙なしラベル1を、その粘着剤層3を上方に向けて固定する。試験の基準となる粘着剤にはエマルジョン系強粘着の粘着剤(厚さ20ミクロン)を用いる。
粘着剤層3に試験体としてプラテンローラー30を載置し、さらにその上から、重量2Kgの重りを載せた状態で15秒間加重を加え、プラテンローラー30を台紙なしラベル1に接着する。
15秒経過後に重りを外し、プラテンローラー30の軸線に平行な台板の一端部を固定した状態で、他端部を徐々に上げて台板を傾斜させてゆく。
プラテンローラー30が下方に向かって転動し始めた時点で台板の傾斜を停止し、この時点での台板の傾斜角度を読み取る。この傾斜角度が転がり角度となる。
傾斜角度(転がり角度)が小さく、転がりやすいプラテンローラー30が非粘着性が高く、台紙なしラベル1の移送に適していることになる。
本発明者が行った実験によれば、弾性体ローラーにより台紙なしラベル1を距離20Km移送した状態で、この転がり角度が30度以内、好ましくは15度以内であれば、この弾性体ローラーは、たとえばサーマルプリンター8(図6)におけるプラテンローラー17やニップローラーとして実際の運用に問題がないという知見が得られている。
第1の実施例として、基底層23aとしてA硬度が70度、中間層23bとしてA硬度が30度であるシリコーンゴムを用い、その外周に厚さTが50μmで、C硬度が15度の熱硬化性シリコーン樹脂(シリコーンゲル)による被覆層24を形成するとともに、内層溝31のピッチPを750μm、幅Wを410μm、深さHを75μm、溝角度Gを60度としたプラテンローラー30を作成した。
また、比較のため、弾性材としてA硬度が45度、引裂強さ(アングル)が25N/mm未満であるシリコーンゴムだけで構成し、上記と同様の寸法による内層溝31を形成したのみで、被覆層24を形成していないプラテンローラー(比較品)を準備し、台紙なしラベル1および台紙付きラベルを移送する実験を行った。
また、台紙なしラベル1を距離20Km移送した後のプラテンローラー30の摩耗率は0.05%以下、台紙付きラベルを距離50Km走行させた後のプラテンローラー30の摩耗率は0.5%以下であり、十分な耐磨耗性を有していることが判明した。ローラーシャフト側から順に硬度を低下させたことで耐摩耗性等の耐久性を得、外周に形成したC硬度が15度の熱硬化性シリコーン樹脂(シリコーンゲル)による被覆層24で剥離性を確保するという相乗効果が確認された。
内層側弾性材23の外周に厚さTが50μmで、C硬度が15度の熱硬化性シリコーン樹脂(シリコーンゲル)による被覆層24を形成するとともに、内層溝31のピッチPを750μm、幅Wを87μm、深さHを75μm、溝角度Gを60度として形成した。
また、上記と同様の寸法による内層溝31を形成したのみで、被覆層24を形成していないプラテンローラー(比較品)を準備し、台紙なしラベル1および台紙付きラベルを移送する実験を行った。
また、台紙なしラベル1を距離20Km移送した後のプラテンローラー30の摩耗率は0.05%以下、台紙付きラベルを距離50Km走行させた後のプラテンローラー30の摩耗率は0.5%以下であり、十分な耐磨耗性を有していることが判明した。
1A 台紙なしラベル1のラベル片
2 ラベル基材
3 粘着剤層
4 感熱発色剤層
5 剥離剤層
6 位置検出用マーク
7 切断予定線
8 サーマルプリンター(図6)
9 供給部
10 案内部
11 検出部
12 印字部
13 切断部
14 ガイドローラー
15 位置検出センサー
16 サーマルヘッド
17 プラテンローラー
18 固定刃
19 可動刃
21 ローラーシャフト
22 弾性材
23 内層側弾性材
23a 基底層
23b 中間層
24 被覆層
30 プラテンローラー(弾性体ローラー、第1の実施例、図1)
31 内層溝
32 内層台状頂部
33 被覆層溝
34 被覆層台状頂部
40 プラテンローラー(弾性体ローラー、第2の実施例、図3)
50 プラテンローラー(弾性体ローラー、第3の実施例、図4)
50L 一端部
50M 最大直径部
50R 他端部
51L 一旦側周面
51R 他端側周面
T 被覆層24の厚さ
P 内層溝31のピッチ
W 内層溝31の幅
H 内層溝31の深さ
G 内層溝31の溝角度
Claims (11)
- ローラーシャフトと、
このローラーシャフトの周囲に取り付けた弾性材と、を有するとともに、この弾性材に帯状部材を接触させて移送するための弾性体ローラーであって、
前記弾性材は、
前記ローラーシャフトの外周に設けた内層側弾性材と、
この内層側弾性材の外周に設けて前記帯状部材に接触する被覆層と、を有し、
前記内層側弾性材は、ローラーシャフト側から順に基底層と中間層とからなり、
前記基底層および中間層はJIS K 6253規格に規定するデュロメータータイプAによるゴム硬度が30〜80度であるとともに、基底層のゴム硬度が中間層のゴム硬度より高く、
前記被覆層は、SRIS 0101規格に規定するスプリング式アスカーC型による硬度が20度以下のシリコーン樹脂からこれを構成し、
前記被覆層は、その厚さを10〜100μmとし、
前記内層側弾性材には、その円周方向に沿って複数本の内層溝を形成するとともに、
この内層溝は、その幅を25〜1300μmとし、その深さを25〜500μmとし、さらに、断面V字形状であってその溝角度を50〜120度としていることを特徴とする弾性体ローラー。 - 前記シリコーン樹脂は、熱硬化性であることを特徴とする請求項1記載の弾性体ローラー。
- 前記内層側弾性材は、これを熱可塑性弾性材料あるいは熱硬化性弾性材料から構成することを特徴とする請求項1または2記載の弾性体ローラー。
- 前記被覆層には、その円周方向に沿って複数本の被覆層溝を形成していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記内層側弾性材は、前記内層溝それぞれの間を平坦な内層台状頂部として形成していることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記被覆層は、前記被覆層溝それぞれの間を平坦な被覆層台状頂部として形成していることを特徴とする請求項4記載の弾性体ローラー。
- 前記内層溝は、そのピッチを500〜1500μmとしていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記ローラーシャフトの軸方向に直交する面内の弾性体ローラー直径が一定であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記ローラーシャフトの軸方向に直交する面内の弾性体ローラー直径を、前記ローラーシャフトの軸方向に沿うその中央部からその両端部に向けて漸減させていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記ローラーシャフトの軸方向に直交する面内の弾性体ローラー直径が、前記ローラーシャフトの軸方向の一端部と他端部とで異なることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記基底層のJIS K 6253規格に規定するデュロメータータイプAによるゴム硬度が60〜80度、中間層のゴム硬度が30〜40度であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の弾性体ローラー。
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