JP6551237B2

JP6551237B2 - 溝付ローラー、ならびにこれを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法

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Publication number: JP6551237B2
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Inventors: 松本　忠; 忠松本; 一ノ宮　崇; 崇一ノ宮
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Description

本発明は、溝付ローラー、ならびにこれを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法に関する。

プラスチックフィルムや紙、金属箔、布帛、ガラスといったウェブまたはシート状の工業製品を扱う装置において、表面に溝を設けたローラーが広く用いられている。

ウェブを長手方向に連続的に搬送するための搬送ローラーにおいては、ローラー表面とウェブの間に噛み込まれる空気の膜によって接触が阻害され、摩擦力が不足しウェブが蛇行してしまう。これを防止するために、ローラー表面に溝を設けることで空気を逃がしている（非特許文献１）。

ウェブをロール状に巻き取る巻取機においては、ウェブ層間に噛み込まれる空気の量を調節したり、ウェブの巻きズレを防止したりするためにコンタクトローラーやタッチローラーと呼ばれるプレスローラー（以下、タッチローラーと称す）をウェブロールに圧接しながら巻き取ることが一般的である。このタッチローラーの表面に溝を設けることで空気の噛み込み量を制御している（たとえば特許文献１）。

溶融樹脂をウェブ状に押し出し、冷却ローラー上で冷却固化しプラスチックフィルム（以下、単にフィルムと称す）を得るフィルムの製造装置においては、溶融樹脂から揮発するオリゴマーや添加剤などが冷却ローラーに析出堆積し、冷却能力が低下したり、堆積した汚れが剥がれてフィルムに付着する。これを防止するために、スイーパーローラーと呼ばれる溝付のプレスローラーが用いられる。フィルムを冷却ローラーとスイーパーローラーでプレスすることで冷却ローラー上のオリゴマーなどを常時析出した分だけフィルムに持ち去らせることができる。しかし、溶融樹脂と冷却ローラーが接触する際に、これらの間に噛み込まれた空気が、冷却ローラーとスイーパーローラーの挟圧点に阻まれ、空気溜まり（以下、エアバンクと称す）となって、フィルムにシワや破れを発生してしまう。これを防止するために、スイーパーローラーの表面には溝が設けられている（たとえば特許文献２）。

特開２０００−１７７８９０号公報特公昭３９−２１１２７号公報

橋本巨著「ウェブハンドリングの基礎理論と応用」２０５〜２１８頁

しかしながら、搬送ローラーまたはタッチローラーとして溝付ローラーを用いた場合、次のような問題が起こる。
（１）溝によって形成されウェブに接触する凸部の両縁において、ウェブが強く帯電し放電現象が起こる。
（２）溝によって形成されウェブに接触する凸部の両縁において、ウェブにキズが入る。

また、スイーパーローラーにおいても、ローラー表面に溝が形成されているため、凸部両縁においてフィルムにキズが入ってしまうという問題がある。

本発明は、凸部両縁においてもウェブやシートに帯電やキズを発生させることの無い溝付ローラーを提供する。さらに、本発明はこの溝付ローラーを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法を提供する。

上記目的を達成する本発明の第一の溝付ローラーは、
表面に溝が形成され、
前記溝はローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝またはローラー円周方向に沿う複数のリング状溝であり、
前記溝と溝とに挟まれた凸部は、ローラーの中心軸を通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光により、凸部の影がこの凸部を挟む溝のそれぞれに投影される形状である。

また、本発明の第二の溝付ローラーは、
表面に溝が形成され、
前記溝はローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝またはローラー円周方向に沿う複数のリング状溝であり、
前記溝と溝とに挟まれた凸部は、中央部と、この中央部を挟み中央部より相対的に縦弾性係数の低い側面部とで構成されており、
前記中央部は、前記側面部が無い状態で、ローラーの中心軸を通りこの中心軸に垂直な方向から中央部に向かって照射された直進光により、中央部の影がこの中央部を挟む溝のそれぞれに投影される形状である。

また、本発明のウェブロール体の製造装置は、ウェブを搬送する複数の搬送ローラーとウェブをロール状に巻き取る巻取装置を備え、前記搬送ローラー、前記巻取り装置で巻き取られるウェブロール体に対して圧接するタッチローラーおよびウェブを一対のローラーで挟圧するニップローラーからなる群より選ばれる少なくとも一つのローラーが本発明の第一または第二の溝付ローラーである。

また、本発明のプラスチックフィルムの製造装置は、Ｔダイ、冷却ローラーおよびスイーパーローラーを備え、前記スイーパーローラーとしてローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝が形成された本発明の第一または第二の溝付ローラーを用いている。

また、本発明のプラスチックフィルムの製造方法は、本発明のプラスチックフィルムの製造装置を用い、前記Ｔダイから溶融樹脂を吐出し、前記冷却ローラーに前記溶融樹脂を接触させて冷却固化し、前記融樹脂が冷却ローラーに接触してから離れるまでの間に、前記溶融樹脂または冷却固化されたプラスチックフィルムに前記スイーパーローラーを接触させる。

本発明において「螺旋溝」とは、たとえば図１に示すように溝の長手方向がローラー回転軸およびローラー回転方向に対して平行でない溝である。螺旋溝は必ずしも円周を１周していなくともよく、途中で方向が変わっていてもよく、溝がローラー軸方向の端から他端まで繋がっていなくともよい。

本発明において「リング状溝」とは、図５に示すように溝がローラー回転方向に対して平行であり、環状に繋がっている溝である。

本発明において「搬送ローラー」とは、回転によってウェブをウェブの長手方向に搬送するローラーである。ウェブを幅方向に拡幅しながら搬送する拡幅ローラーも搬送ローラーに含まれる。

本発明において「タッチローラー」とは、ウェブの巻取装置において、巻取中のウェブロールに接触しながら回転するローラーである。

本発明において「ニップローラー」とは、搬送中のウェブを一対のローラーで挟圧するローラーのうち、どちらか一方のローラーである。

本発明において「スイーパーローラー」とは、Ｔダイから溶融樹脂を吐出し、冷却ローラーに溶融樹脂を接触させて冷却固化しプラスチックフィルムとするプラスチックフィルムの製造方法において、溶融樹脂が冷却ローラーに接触してから離れるまでの間に、溶融樹脂またはフィルムに接触するローラーである。

本発明によれば、以下に説明するとおり、凸部両縁においてもウェブやシートに帯電やキズを発生させることの無い溝付ローラーを提供できる。さらに、本発明の溝付ローラーを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法を提供できる。

図１は、本発明の第一の溝付ローラーの一実施形態を示す概略平面図である。図２は、本発明の第一の溝付ローラーの溝および凸部の形状の概略断面図であり、さらに凸部に直進光を照射した様子を示す概略図である。図３は、本発明の第一の溝付ローラーの、無負荷状態における凸部の形状を示す概略断面図である。図４は、本発明の第一の溝付ローラーの、加圧状態における凸部の形状を示す概略断面図である。図５は、本発明の第一の溝付ローラーの別の実施形態を示す概略平面図である。図６は、本発明のプラスチックフィルムの製造装置を示す概略側面図である。図７は、本発明のウェブロール体の製造装置を示す概略側面図である。図８は、拡幅ローラーとして用いた従来の溝付ローラーの概略正面図である。図９は、拡幅ローラーとして用いた本発明の第一の溝付ローラーの溝及び凸部の形状を示す概略断面図である。図１０は、拡幅ローラーとして用いた本発明の第一の溝付ローラーの、無負荷状態における凸部の形状を示す概略断面図である。図１１は、拡幅ローラーとして用いた本発明の第一の溝付ローラーの、加圧状態における凸部の形状を示す概略断面図である。図１２は、従来の溝付ローラーの、無負荷状態における凸部の形状を示す概略断面図である。図１３は、従来の溝付ローラーの、加圧状態における凸部の形状を示す概略断面図である。図１４は、拡幅ローラーとして用いた従来の溝付ローラーの、無負荷状態における凸部の形状を示す概略断面図である。図１５は、拡幅ローラーとして用いた従来の溝付拡幅ローラーの、加圧状態における凸部の形状を示す概略断面図である。図１６は、本発明の第一の溝付ローラーの別の実施形態を示す概略断面図である。図１７は、本発明の第一の溝付ローラーの溝および凸部形状の一例を示す概略断面図である。図１８は、従来の溝付ローラーの溝および凸部形状の一例を示す概略断面図である。図１９は、本発明の第一の溝付ローラーの凸部に、放射状成分を含む光を照射した様子を示す概略図である。図２０は、本発明の第二の溝付ローラーの凸部の形状を示す概略断面図である。図２１は、本発明の第二の溝付ローラーの別の実施形態における凸部の形状を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照しながら説明する。

[第一の溝付ローラー]
図１は本発明の第一の溝付ローラーの一実施形態を示す概略平面図である。図１に示すように、溝付ローラー１は軸１１の外周にゴム１２が被覆され、溝１３がゴム１２の表面に設けられている。

軸１１の構造としては、以下のような構造が例示できる。
(１) 図１に示すような単純な中空ローラー状、すなわち、中空円筒体１６の端部に軸受け１４によって支持するためのジャーナル部１７を備えた構造。この構造のローラーは、ローラーの製作コストや重量を抑えることができる。
(２) 内部に熱媒を流通させるための流路を設けた構造。この構造のローラーは、ローラーの表面温度を制御することができるので、冷却や加熱を要する工程に用いることができる。
(３) 中軸と外筒部材とを軸受けを介して同心上に連結した構造。この構造のローラーは、中軸をモーターなどで駆動（テンデンシー駆動）することで、メカロスの小さな従動ローラーとすることができる。
(４) 図１６に示すような同心上に設けられた中軸１３１と外筒部材１３２を軸方向中央部のみで連結させた二重管構造。この構造のローラーは、ニップローラーやタッチローラーとして使用した際に、相手ローラーやウェブロールと同じ方向に外筒部材１３２が撓むため、軸方向で均一な圧力を得ることができる。
(５) 外筒部材両端に軸受けを介してジャーナル部を備え、ジャーナル部に曲げモーメントを加えることで、外筒部材のたわみを制御するベンド構造。この構造のローラーは、ベンド機構によって外筒部材を相手ローラーやフィルムロールと同じ方向に撓ませることで、軸方向で均一な圧力を得ることができる。

軸１１の材質は一般的な機械構造材料から適宜選択でき、たとえば鋼やステンレス、アルミニウム、繊維強化樹脂などが好ましく用いられる。

ゴム１２の種類は特に限定されず、たとえば天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴム、およびこれらの混合物、さらにはこれらに充填材を含む各種添加剤を混合したものから、使用環境や樹脂の特性などに合わせて適宜選択し用いることができる。たとえば、スイーパーローラーのように外部から熱を受ける用途である場合には、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴムといった非ジエン系ゴムを主成分とするゴムを用いることが好ましく、シリコーンゴムを用いることが特に好ましい。非ジエン系ゴムは耐熱老化性に優れるため、加熱環境下でもゴム弾性を維持することができ、長期にわたり本発明の効果を維持することができる。特にシリコーンゴムは耐熱老化性に優れ、また、加熱により溶融または軟化した樹脂に対しての離型性にも優れるため、好適である。また、静電気印加装置などのオゾン発生源が付近に設置されている場合には、耐オゾン性に優れるエチレンプロピレンゴムなどが好適に用いられる。

ゴム１２の表面には摩擦係数の調整や離型性の付与、耐摩耗性の向上を目的とした各種表面処理、たとえば薬液処理やコーティング、スパッタリングなどが施されていてもよい。

ゴム１２のゴム硬度は特に限定されないが、一般的なゴムの製造可能範囲としてＨｓ３０〜９０ＪＩＳＡ（ＪＩＳＫ６３０１：１９９５）の中から要求性能に合わせて適宜選択し用いることができる。また、圧力の分散性の観点からさらに低硬度（Ｈｓ３０ＪＩＳＡ以下）のゴムを必要とする場合には、ゴムをスポンジ状としたものが好適に用いられる。

軸１１にゴム１２を被覆する方法としては、種々の手法の中から適宜選択することができる。たとえば軸の表面に接着材を塗布し、未加硫のゴムシートを巻き付けたのち、熱と圧力を加えて加硫、成型する方法や、あらかじめ円筒状に加硫成型したゴムに軸をはめ込んで接着する方法などである。

ゴム１２の表面には少なくとも１条の螺旋溝１３、または図５に示すような複数のリング状溝５１が設けられている。螺旋溝であれば最少で１回の加工によってローラーの全周に溝加工ができるため加工コストの面で好ましい。ウェブのスリットに用いられる受け刃ローラーのように、回転方向に環状に溝が繋がっている必要がある場合にはリング状溝が好ましく用いられる。螺旋溝１３の条数、すなわち溝付ローラー１の半径方向断面における溝の数は溝付ローラーの用途や溝によって実現させたい機能によって適宜設定することができる。また、複数の螺旋溝１３が互いに交差していてもよい。たとえば、図８のような拡幅ローラーの場合、大きな拡幅量を得るために溝のリード角θは０°に近いほど好ましいため、溝の条数としては１条または２条が好ましく用いられる。巻取装置に用いられるタッチローラーの場合は、リード角θが小さいと溝にウェブが落ち込み、シワを誘発するため、リード角θを大きくするために５条以上の多条が好ましく用いられる。

図２に本発明の第一の溝付ローラーの溝および凸部の断面形状の一例を示す。溝付ローラー１の表面には、溝１３と、溝と溝とに挟まれた凸部１５とが形成されている。凸部１５は、ローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光Ｓにより、凸部１５の影２１がこの凸部１５を挟む溝１３のそれぞれに投影される形状となっている。直進光Ｓとは図２に示すように点状または溝１３と平行に伸びる線状の光源Ｐから、ローラー回転軸中心Ｏに向かってまっすぐに最短距離を進む仮想的な光である。直進光Ｓには、光源Ｐからローラー回転軸中心に向かわない図１９に示すような放射成分Ｄは含まない。言い換えると、溝１３の両側面は、この溝１３を挟む２つの凸部１５表面の縁間の中心とローラー回転軸中心Ｏとを通る線Ｎから遠ざかる部分をそれぞれ備えている。このような溝形状により、凸部１５両縁において、ウェブに帯電やキズが発生することを防止できる。

溝付ローラー１の凸部１５の断面形状は、図２に例示したようなローラー表面からローラー中心部に向かって凸部の幅が徐々に狭くなるような形状に限られず、例えばローラー表面からローラー中心部に向かって凸部の幅が一旦狭くなり再び広がるような形状であってよい。このような凸部の幅が一旦狭くなり再び広がるような形状であっても、「溝と溝とに挟まれた凸部が、ローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光Ｓにより、凸部の影がこの凸部を挟む溝のそれぞれに投影される形状」であるので、本発明の効果を奏することができる。いずれにせよ、本発明の溝付ローラーは「溝と溝とに挟まれた凸部が、ローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光Ｓにより、凸部の影がこの凸部を挟む溝のそれぞれに投影される形状」であればよい。

図１２は、従来の代表的な溝形状の溝付ローラーの表面部分の概略断面図である。図１３は、図１２の凸部分に圧力が加わった様子を示す概略図である。従来の代表的な形状の溝付ローラーに、ウェブの張力やウェブロールに対する接圧といった圧力が加わると、凸部両縁において局所的に圧力が増大し、ウェブに帯電やキズが発生する。本発明者らは、この圧力の増大は、図１３に示すように、圧力によって凸部が弾性変形し、凸部両縁が盛り上がることに起因することを見出した。

図１４は、一般的な溝付拡幅ローラーの表面部分の概略断面図である。一般的な溝付拡幅ローラーでは、圧力によって凸部が倒れ、図１５に示すように変形するため、倒れ方向とは逆側の縁がウェブに強くあたる。そのため、図１２の形状の溝付ローラーと同様に帯電やキズが発生する。

図３は、本発明の第一の溝付ローラーの表面部分の概略断面図である。図４は、本発明の第一の溝付ローラーの凸部に圧力が加わった様子を示す概略図である。図２に示すように凸部１５がローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸Ｏに垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光Ｓにより、凸部１５の影２１がこの凸部１５を挟む溝１３のそれぞれに投影される形状であれば、凸部は図３から図４のように凸部両縁が垂れ下がるように変形する。これにより、凸部両縁での圧力の増大を解消し、ひいては帯電やキズを防止することができる。また、溝付拡幅ローラーにおいても、上記の通り図９に示す凸部形状とすることにより、図１０から図１１のように変形するため同様の効果を得ることができる。

本発明の溝付ローラーの凸部形状を得る方法は、次の方法が例示できる。溝１３の断面形状が左右対称の場合であれば、溝１３の幅方向中央とローラー回転中心を通る法線Ｎを軸として溝断面形状を回転させて得られる形状のリューター（砥石）を製作してゴム１２を研削加工すればよい。溝１３の断面形状が左右非対称や複雑な形状であれば、溝断面形状と同じ形状に加工された金属ワイヤーに通電したもので溶断加工すればよい。

[第二の溝付ローラー]
図２０、２１は、本発明の第二の溝付ローラーの凸部の形状を示す概略断面図である。第二の溝付ローラーは、凸部１５が中央部１８とこの中央部１８をはさみ中央部１８よりも相対的に縦弾性係数の低い側面部１９とで構成されている。そして、仮に側面部１９を無くした状態で、中央部１８の形状が、ローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸に垂直な方向から中央部１８に向かって照射された直進光Ｓにより、中央部１８の影がこの中央部を挟む溝のそれぞれに投影される形状となっている。側面部１９の縦弾性係数が中央部１８よりも低いので、中央部１８の変形が側面部１９に妨げられることがない。そのため、凸部１５に圧力が加わったときの中央部１８の変形の様子は、あたかも第一の溝付ロールの凸部１５と同じ状態となるので、ウェブに帯電やキズが発生することを防止できる。そのうえ、中央部１８の両側面の凹んでいる部分に側面部１９が充填されているので、溝の清掃が容易に行えるようになる。その結果、たとえば低分子量物などのコンタミが溝部１３に溜まって、その後脱落や飛散することによる工程や製品の汚染を防止しやすくなる。側面部１９は、図２０に示すように溝部１３の底面でつながっていなくとも、図２１に示すように溝部１３の底面でつながっていてもよい。側面部１９が溝部１３の底面でつながっていれば、側面部１９を防汚性の材質とすることで、さらに容易に溝部１３の清掃を行うことができ、汚染も防止しやすくなる。

第二の溝付ロールに備えられる、中央部１８と側面部１９とで異なる材質である凸部１５を得る方法としては、あらかじめ前述の凸部を得る方法で中央部１８を得た後、溝部１３に中央部１８よりも縦弾性係数の低いゴムを充填して加硫し、再び溝部２０を研削など公知の加工方法にて加工する方法が挙げられる。

[ウェブロール体の製造装置]
図７は本発明のウェブロール体の製造装置の一実施形態を示す概略側面図である。図示しない前工程（たとえば延伸工程やコーティング工程、巻出工程など）から搬送されたウェブ２は、搬送部７４で所定の搬送張力に制御され、トリミング部７５で不要なエッジ（耳）部分７３をトリミング、および／または所定の製品の幅にスリット（裁断）されたのち、巻取部７６でロール状に巻き取られる。

各部で用いられる搬送ローラー５は、モーターによって回転駆動される駆動ローラーや、ウェブ２からの摩擦力により連れ回る従動ローラーや、テンデンシー駆動と呼ばれる間接駆動方式で回転するローラーなどがある。駆動ローラーは、摩擦力によってウェブ２の張力を制御したり、搬送速度を決定する。駆動ローラーでウェブ２の張力を制御したり搬送速度を決定するにはウェブ２との摩擦力が不可欠であるが、ウェブ２と搬送ローラー５の間に空気が噛み込まれるために摩擦力を確保することが難しい場合がある。従動ローラーでも空気の噛み込みによる摩擦力不足により、回転不良となる場合がある。噛み込んだ空気を逃がし、摩擦力を確保する手段の一つとして一般的に溝付ローラーが用いられている。前述の通り、搬送ローラー５に従来の溝付ローラーを使用すると、凸部の縁で圧力が増大するため、圧力が増大した部分でウェブ２が帯電したりキズになったりする。これらの問題を解消できるので、搬送ローラー５に本発明の溝付ローラー１を用いるのが好ましい。

摩擦力を確保するもう一つの手段として、一対のローラーでウェブ２を挟圧するニップローラー６を用いる場合がある。ニップローラー６を用いることで、ウェブとローラーの間の空気が排除されるとともに、挟圧力によって摩擦力が確保される。しかし、排除された空気は挟圧部でせき止められているにすぎないため、挟圧部の手前のウェブ２とローラー５の間に空気溜まりが生じ、これが原因でウェブ２にシワが発生する場合があり、特に薄く剛性の低いウェブで顕著である。これを防止する手段の一つとして溝付ローラーをニップローラー６として使用する場合がある。このニップローラー６として、本発明の溝付ローラーを使用することが好ましい。本発明の溝付ローラーを使用することにより、従来の溝付ローラーで発生するウェブ２の帯電やキズを防止することができる。特に、薄く剛性の低いウェブを搬送する場合には、本発明の溝付ローラーは好適である。

また、搬送ローラー５の一つにウェブのシワを伸ばしたり、ウェブを幅方向に裁断後、裁断したウェブ同士が重なるのを防ぐために幅方向に移動させたりするための拡幅ローラーがある。溝付ローラータイプの拡幅ローラーとしては図８に示すような傾斜溝ローラー８が一般的である。しかし、前述のとおり傾斜溝によって凸部が倒れ変形することで凸部縁部がウェブに強くあたり、ウェブに帯電やキズといった不具合を引き起こす場合がある。この拡幅ローラー８に図９および図１０に示すような凸部形状を備えた本発明の溝付ローラーを使用するのが好ましい。本発明の溝付ローラーであれば、図１１のように凸部は変形するため帯電やキズを防止することができる。

巻取部７６においては、巻き取られるウェブロール体３のフィルム層間の空気量を調整し、シワやブロッキングなどを防止するためにタッチローラーやコンタクトローラーと呼ばれるウェブロール体３に当接するローラー４が用いられる。そして、特に空気を多くウェブ層間に巻き込ませる目的で溝付ローラーがタッチローラー（コンタクトローラー）４に用いられる。また、上記傾斜溝タイプの拡幅ローラー８をタッチローラー（コンタクトローラー）４として用いることも一般的である。この溝付タッチローラーとして本発明の溝付ローラー１を使用することが、ニップローラー６に適用する際と同様の理由から好ましい。

このように、本発明のウェブロール体の製造装置を用いることで、帯電と帯電による放電痕などの欠点およびキズの無いウェブロール体を得ることができる。

[プラスチックフィルムの製造装置]
図６は本発明のプラスチックフィルムの製造装置の一実施形態を示す概略側面図である。本発明におけるプラスチックフィルムの製造装置では、図６に示すようにＴダイから吐出された溶融樹脂６２を冷却ローラー６４で冷却、固化しフィルム７を得る。

次いで必要に応じ、延伸工程にてフィルム７を長手方向または／および幅方向に延伸し、スリット工程にて裁断、もしくはエッジのトリミングを行い、巻取り工程にてロール状に巻取り、フィルムロール９を得る。その後、必要に応じ再びスリット工程やその他の加工工程を経て製品ロールを得る。

Ｔダイ６３は図示しない押出機によって溶融混練され、送られてきた溶融樹脂６２を、図面に対し奥行き方向に設けられたスリットから連続的に吐出することにより、溶融樹脂６２をシート状に押し出す。

溶融樹脂６２は特に限定されないが、フィルム７の用途によってたとえばポリエステルやポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、フッ素樹脂などの樹脂およびこれら樹脂に各種添加剤を加えたものや、これらを積層したものを用いることができる。

冷却ローラー６４は例えば内部に冷媒を流通させる流路を有し、表面温度を制御することができる構造のものが用いられる。

冷却ローラー６４の表面の材質は特に限定されないが、金属、セラミックス、樹脂、樹脂と金属の複合膜、さらにはダイヤモンドライクカーボンなどの炭素系被膜を用いることができる。冷却ローラー６４の表面形状はキャスト工程の速度やフィルム７の厚み、溶融樹脂６２および冷却ローラー６４の温度などによって適宜設定される。

[スイーパーローラー]
スイーパーローラー１０は、溶融樹脂６２が冷却ローラー６４に接触してから離れるまでの間に溶融樹脂６２（または冷却固化されたフィルム７）に接触し、冷却ローラー６４とともに溶融樹脂６２（フィルム７）を挟圧する。溶融樹脂６２から揮発し、冷却ローラー６４に付着したオリゴマーや添加剤などの汚れは、連続的かつ品質に影響しない程度に少量ずつフィルム７に持ち去られる。こうすることで、汚れによって冷却ローラー６４の冷却能力が低下したり、堆積した汚れが一度に剥がれてフィルム７に付着したりすることを防止できる。

スイーパーローラー１０を冷却ローラー６４に向かって押圧させる手段は特に限定されないが、容易に押圧力を変更できる等の利便性から空気圧力を用いたエアシリンダーが好ましく用いられる。フィルム７の種類や厚み、キャスト工程の速度や冷却ローラー６４の温度などによって、スイーパーローラー１０を溶融樹脂６２に接触させる適切な位置は異なるので、スイーパーローラー１０は、溶融樹脂６２との接触位置を変更できる構成となっていることが好ましい。接触位置と、溶融樹脂６２と冷却ローラー６４の接触点との距離を適切な距離に変更することにより、冷却ローラー６４やスイーパーローラー１０の表面形状が溶融樹脂６２（フィルム７）に転写することを防いだり、冷却ローラー６４の表面の汚れを十分に溶融樹脂６２（フィルム７）に転写できる。スイーパーローラーの押圧力は溶融樹脂６４（フィルム７）の種類や厚みによって異なるが、１０〜５００Ｎ／ｍの範囲が好ましく用いられる。押圧力がこの範囲であれば、過剰な押圧力によるフィルム７のキズの発生を防止しつつ、冷却ローラー６４上の汚れを溶融樹脂６２（フィルム７）に容易に転写できる。

本発明のプラスチックフィルムの製造装置におけるスイーパーローラー１０は、ローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝１３が形成された本発明の溝付ローラー１である。

スイーパーローラー１０に適用する溝付ローラー（以下、スイーパーローラーと称す）の軸の構造としては、以下のような構造が例示できる。
(１) 図１に示すような単純な中空ローラー状の構造。この構造のローラーは、軸の製造コストを抑えることができる
(２) 軸の内部に冷却用の冷媒を流通させる流路を設けた構造。この構造のローラーは、ローラー表面に高温の樹脂が接触したとしても、ゴム１２の温度を一定以下に保つことができるため、ゴム１２の熱による劣化を抑制することができる。
(３) 図１６に示すような二重管の構造。この構造のローラーは、冷却ローラー６４との軸方向の圧力分布をフラットにできる。また、外筒部材１６２が冷却ローラー６４と同一方向に撓むため、溶融樹脂６４（フィルム７）に対する圧力をローラー軸方向に渡ってフラットにすることができる。その結果、圧力の偏りにより局所的に圧力が過大となって後述のスイーパーマークが発生、悪化することを抑制することができる。
(４) 軸１１を単純な中空ローラー状とし外周に被覆されるゴム１３の外径をクラウン状とした構造。この構造のローラーは、二重管の構造のローラーと同様な効果が期待できる。

スイーパーローラー１０のゴム１２の種類は特に限定されず、たとえば天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴム、およびこれらの混合物、さらにはこれらに充填材を含む各種添加剤を混合したものから、使用環境や樹脂の特性等に合わせて適宜選択し用いることができる。たとえば、溶融樹脂６４（フィルム７）に粘着性があったり、高温であったりする場合には離型性と耐熱性に優れるシリコーンゴムを主成分とするゴムが好ましく用いられる。静電気印加装置などのオゾン発生源が付近に設置されている場合には、耐オゾン性にすぐれるエチレンプロピレンゴムなどが好適に用いられる。

ゴム１２のゴム硬度は特に限定されないが、一般的なゴムの製造可能範囲としてＨｓ３０〜９０ＪＩＳＡ（ＪＩＳＫ６３０１：１９９５）の中から、要求性能に合わせて適宜選択し用いることができる。たとえば、スイーパーマークの発生しやすいフィルムであったり、フィルム幅が広い場合には、圧力の分散性が重要となるため、低硬度（Ｈｓ３０〜６０ＪＩＳＡ）のゴムが好ましく用いられる。一方、フィルムの幅が狭い場合やゴム１２の耐久性が重視される場合には高硬度（Ｈｓ６０〜９０ＪＩＳＡ）のゴムが好ましく用いられる。また、圧力の分散性の観点からさらに低硬度（Ｈｓ３０ＪＩＳＡ以下）のゴムを必要とする場合には、ゴムをスポンジ状としたものが好適に用いられる。

スイーパーマークとは、スイーパーローラー１０の表面の溝パターンが製品フィルムに転写してしまう欠点である。スイーパーマークは次の２つの形態に分類できる。
(１) スイーパーローラー１０の表面の溝が形成されていない部分（凸部）で冷却ローラーの汚れがフィルムに転写され、溝部では汚れが転写されないことによって起こる汚れの有無による明暗。
(２) 接触部での圧力によって、冷却ローラー６４やスイーパーローラー１０の表面形状が転写することなどが原因となって発生するキズ。

図１２に示すような従来の凸部形状を備える溝付ローラーをスイーパーローラー１０として用いた場合、キズによるスイーパーマークが凸部両縁に強く発生する。スイーパーローラー１０として本発明の溝付ローラーを用いることで、凸部両縁の圧力上昇を解消することができるため、キズによるスイーパーマークの発生を防止できる。

（実施例）
図６に示すプラスチックフィルムの製造装置を用いた。Ｔダイ６３からポリプロピレンを単種単層構成にて吐出し、５０ｍ／ｍｉｎの速度で回転する外径９００ｍｍの冷却ローラー６４にて冷却固化し、厚み１００μｍのポリプロピレンフィルムとし、ワインダーにて巻取り、フィルムロール９を得た。スイーパーローラー１０は図１に示す構造とした。炭素鋼からなる軸１１にゴム硬度がＨｓ４０ＪＩＳＡのシリコーンゴム１２を１５ｍｍの厚さＲｔで被覆し、外径は２３０ｍｍとした。スイーパーローラー表面には２条の螺旋溝を設けた。設けた溝の形状は図１７に示す通りであり、凸部幅Ｐｗは３０ｍｍ、溝幅Ｇｗは３０ｍｍ、溝底幅Ｂｗは４０ｍｍ、溝深さＧｄは１０ｍｍとした。得られたフィルムを目視で観察しスイーパーマークの有無を確認したところ、スイーパーマークの発生を確認できなかった。

（比較例）
スイーパーローラー表面に設けた溝を図１８に示す形状とし、凸部幅Ｐｗは３０ｍｍ、溝幅Ｇｗは３０ｍｍ、溝深さＧｄは１０ｍｍとした以外は、実施例１と同じ装置および条件にて製膜し、フィルムロール９を得た。得られたフィルムを目視で観察しスイーパーマークの有無を確認したところ、凸部の両縁が接触する部分でキズによるスイーパーマークが発生していた。

本発明は、ウェブやシート状の工業製品の製造工程における溝付ローラーとして利用でき、特にプラスチックフィルムの製造に好適であるが、その応用範囲がこれらに限られるものではない。

１溝付ローラー
２ウェブ
３ウェブロール体
４タッチローラー（コンタクトローラー）
５搬送ローラー
６ニップローラー
７プラスチックフィルム
８溝付拡幅ローラー
９フィルムロール
１０スイーパーローラー
１１軸
１２ゴム
１３螺旋溝
１４軸受け
１５凸部（非溝部）
１６外筒部材
１７ジャーナル
１８凸部の中央部
１９凸部の側面部
２０溝部
２１凸部形状によって投影される影
５１リング状溝
６２溶融樹脂
６３Ｔダイ
６４冷却ローラー
６７エッジスリット刃
６８フィルムエッジ
６９巻取部
７１ダンサーローラー
７２エッジスリット刃
７４搬送部
７５トリミング部
７６巻取部
８３傾斜溝
８５凸部
１３１中軸
１３２外筒部材
Ｏローラーの中心軸
Ｐ光源
Ｓ直進光
Ｄ放射状成分の光
Ｎ凸部表面の縁間の中心とローラー回転軸中心とを通る線

Claims

表面に溝が形成された溝付ローラーであって、
前記溝はローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝またはローラー円周方向に沿う複数のリング状溝であり、
前記溝と溝とに挟まれた凸部は、中央部と、この中央部を挟み中央部より相対的に縦弾性係数の低い側面部とで構成されており、
前記中央部は、前記側面部が無い状態で、ローラーの中心軸を通りこの中心軸に垂直な方向から中央部に向かって照射された直進光により、中央部の影がこの中央部を挟む溝のそれぞれに投影される形状である、溝付ローラー。
ウェブを搬送する複数の搬送ローラーとウェブをロール状に巻き取る巻取装置を備えたウェブロール体の製造装置であって、
前記搬送ローラー、前記巻取り装置で巻き取られるウェブロール体に対して圧接するタッチローラーおよびウェブを一対のローラーで挟圧するニップローラーからなる群より選ばれる少なくとも一つのローラーが請求項１の溝付ローラーである、ウェブロール体の製造装置。
Ｔダイ、冷却ローラーおよびスイーパーローラーを備えたプラスチックフィルムの製造装置であって、
前記スイーパーローラーとしてローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝が形成された請求項１の溝付ローラーを用いた、プラスチックフィルムの製造装置。
請求項３のプラスチックフィルムの製造装置を用い、前記Ｔダイから溶融樹脂を吐出し、前記冷却ローラーに前記溶融樹脂を接触させて冷却固化し、前記融樹脂が冷却ローラーに接触してから離れるまでの間に、前記溶融樹脂または冷却固化されたプラスチックフィルムに前記スイーパーローラーを接触させる、プラスチックフィルムの製造方法。