JPH07125098A - 樹脂ロール - Google Patents

樹脂ロール

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JPH07125098A
JPH07125098A JP27244693A JP27244693A JPH07125098A JP H07125098 A JPH07125098 A JP H07125098A JP 27244693 A JP27244693 A JP 27244693A JP 27244693 A JP27244693 A JP 27244693A JP H07125098 A JPH07125098 A JP H07125098A
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JP
Japan
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film
roll
films
synthetic resin
present
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Withdrawn
Application number
JP27244693A
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English (en)
Inventor
Hirosaku Nagasawa
啓作 長沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 強度が25kg/mm2 以上、弾性率が60
0kg/mm2 以上、200℃における熱収縮率が2%
以下であり、且つフィルムの少なくとも片面が中心線平
均値が1nm以上、20nm以下の表面粗度である円盤
状の合成樹脂フィルムが円柱状に積層されてなる樹脂ロ
ール。 【効果】 変形しにくく、耐摩耗性に優れているため、
長期間再研磨することなく使用でき、ポリシャ−、カレ
ンダ−ロ−ル等の高精度の搬送性を要求される各種ロ−
ルとして有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂ロールに関するも
のであり、さらに詳しくは、ポリシャ−、カレンダ−ロ
−ルなどの他高精度の搬送性を要求される各種ロ−ルに
用いた場合に変形しにくく、耐摩耗性に優れた精密な合
成樹脂ロールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属にはない耐溶剤性や、耐薬品性、耐
腐食性などの利点を持つ合成樹脂をロールとして用いる
ことは広く行われている。しかし、合成樹脂をロールと
して用いる場合には、加わる機械力や摩擦熱などにより
ロールが変形しやすいこと、磨耗しやすい等の問題点が
ある。これらの欠点を解決する手段として、ガラス繊維
や無機質フィラーを添加した、いわゆる強化プラスチッ
クをロール状に成形することや、合成樹脂を一旦繊維や
フィルムに成形し、十分分子を配向させて機械的特性を
高め(さらに繊維においては、織物や不織布または紙状
などの繊維品に加工した後)、それらの繊維品などまた
はフィルムを円盤状に打ち抜き重ね合わせて円柱状とし
てロールに用いることが行われている。さらに摩擦熱に
対する変形を避ける上では、繊維やフィルムを製造する
に用いる合成樹脂として、ポリイミドや芳香族ポリアミ
ドが用いられている。
【0003】しかしこれら従来の方法による樹脂ロール
をポリシャーやカレンダーロールなどの高精度の表面を
必要とするロールに用いる場合、強化プラスチックを成
形したものではロール表面に強化繊維やフィラーが露出
して平滑性が得にくく、また露出したフィラーなどによ
り被処理物が傷つけられるなどの欠点がある。また、従
来の織物、不織布、紙などの繊維品を積層したロールに
おいては、繊維品の平面内の力学的特性が等方性に乏し
いため、ロールの歪が大きいこと、一方、合成樹脂フィ
ルムを積層した樹脂ロールでは、ロールを構成する1枚
ごとのフィルムの磨耗や変形が生じ易く、頻度高く表面
を研磨する必要があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、これらのフ
ィルムなどを積層した合成樹脂ロールにつき、詳細に観
察、それの主たる原因が構成する各フィルムが、機械力
によりそれぞれ異なる変形を生じていることによるもの
であることを突き止め、本発明を完成したものである。
【0005】即ち、本発明の課題は、強度が25kg/
mm2 以上、弾性率が600kg/mm2 以上、200
℃における熱収縮率が2%以下であり、且つフィルムの
少なくとも片面が中心線平均値(Ra)が1nm以上、
20nm以下の表面粗度である円盤状の合成樹脂フィル
ムが円柱状に積層されてなる樹脂ロールにより解決され
る。
【0006】本発明に用いられるフィルムとしては、強
度が25kg/mm2 以上、好ましくは30kg/mm
2 以上であることが必要である。フィルムの強度が25
kg/mm2 未満の場合には、樹脂ロールを使用する際
に接触する異物などにより、ロール表面の欠損や傷つき
が生じ易い。本発明に用いられるフィルムの弾性率は6
00kg/mm2 以上、好ましくは800kg/mm2
以上であることが必要である。フィルムの弾性率が60
0kg/mm2 未満の場合には、ロールに加わる力によ
りロール全体が歪むことが生じ易いほか、それに至らな
くても、部分的なフィルムの変形により、ロール表面の
平滑性や部分的な変形が発生し易い。
【0007】本発明のフィルムとしては耐熱性に優れた
ものであることが重要であり、耐熱性の尺度として、2
00℃における熱収縮率が2%以下の物であれば、本発
明の目的を達成する。200℃における収縮率が2%を
超えるものの場合、ロール表面の平滑性を高めるための
研削や研磨において、摩擦熱によるフィルムの変形が生
じ、所期の効果が得られないことが多く、また、ロール
を使用するに当たっても、摩擦熱による表面の変化が発
生し易くロールの寿命が短いという欠点があり、好まし
くない。
【0008】この様な条件を満足するこれらのフィルム
の特性は、長尺方向、幅方向のいずれにおいても満足さ
れるべきであるが、それらが必ずしも同じである必要は
なく、いわゆるバランスタイプ、一軸緊張タイプのいず
れであってもよい。本発明に用いられるフィルムとして
は、例えば芳香族ポリアミド樹脂やポリイミド樹脂など
の耐熱性樹脂よりなるフィルムがある。
【0009】本発明に用いられる芳香族ポリアミド樹脂
としては、次の構成単位からなる群より選択された単位
より実質的に構成される。 −NH−Ar1 −NH− (1) −CO−Ar2 −CO− (2) −NH−Ar3 −CO− (3) ここでAr1 、Ar2 、Ar3 は少なくとも1個の芳香
環を含み、同一でも異なっていてもよく、これらの代表
例としては以下の化1が挙げられる。
【0010】
【化1】
【0011】また、これらの芳香環の環上の水素の一部
が、ハロゲン基、ニトロ基、アルキル基、アルコキシ基
などで置換されているものも含む。また、Xは−O−、
−CH2 −、−SO2 −、−S−、−CO−などであ
る。特に、全ての芳香環の80モル%以上がパラ位にて
結合されているアラミド樹脂は、本発明に用いられるフ
ィルムを製造する上で好ましい。本発明に用いられるポ
リイミド樹脂としては、ポリマーの繰り返し単位の中に
芳香環とイミド基をそれぞれ1個以上含むものであり、
以下の化2または化3の一般式で表されるものである。
【0012】
【化2】
【0013】
【化3】
【0014】ここでAr4 及びAr6 は少なくとも1個
の芳香環を含み、イミド環を形成する2個のカルボニル
基は芳香環上の隣接する炭素原子に結合している。この
Ar 4 は、芳香族テトラカルボン酸またはその無水物に
由来し、代表例としては、以下の化4がある。
【0015】
【化4】
【0016】ここでYは、−O−、−CO−、−CH2
−、−S−、−SO2 −などである。また、Ar6 は無
水トリカルボン酸、あるいはそのハライドに由来する。
Ar 5 、Ar7 は、少なくとも1個の芳香環を含み、芳
香族ジアミン、芳香族イソシアネートに由来する。Ar
5 またはAr7 の代表例としては以下の化5がある。
【0017】
【化5】
【0018】ここで、これらの芳香環の環上の水素の一
部が、ハロゲン基、ニトロ基、アルキル基、アルコキシ
基などで置換されているものも含む。Zは、−O−、−
CH 2 −、−S−、−SO2 −、−CO−などである。
特に、Ar5 、Ar7 の80%以上がパラ位に結合され
た芳香環であるポリイミド樹脂が、本発明に用いられる
フィルムを製造する上で好ましい。また、本発明の芳香
族ポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂には、フィルム
の物性を損ねたり、本発明の目的に反しない限り、滑
剤、酸化防止剤、その他の添加剤などや、他のポリマー
が含まれていてもよい。
【0019】本発明のフィルムは、少なくとも片方の表
面が、後述する方法で測定される中心線平均値(Ra)
が1nm以上、20nm以下、更に好ましくは3nm以
上、15nm以下の表面粗度のものであることが必要で
ある。フィルムのすべり性を高めるためにフィルム表面
に微細な凹凸を設けることはよく行われるが、本発明を
実施する上で、フィルム同志が滑り易くなり、本発明の
効果上は好ましくないはずの表面粗度が、かえってフィ
ルム同士の動きを規制しあって、ロールの変形を少なく
するという、思わぬ効果を生み出している。但し、Ra
が1nm以下では、その効果が少なくなり、またRaが
20nm以上でもフィルム同士の密着性が失われるため
か、効果が得られにくい。
【0020】この様な表面粗度を持ったフィルムを製造
するためには、フィルムに微粒子を混在させる方法が通
常取られる。微粒子としては、有機化合物、無機化合物
があるが、通常は、例えばSiO2 、TiO2 、Zn
O、Al2 3 、CaSO4 、BaSO4 、CaC
3 、カーボンブラック、ゼオライト、その他金属粉末
などの無機化合物が用いられる。粒子径は0.02から
2μm、添加量は0.03重量%以上、5重量%未満に
選ばれることが多い。
【0021】本発明で用いられるフィルムの製造法につ
いては、特に限定されるものではなく、それぞれの樹脂
に適した製造法が取られてよい。即ち、芳香族ポリアミ
ド樹脂またはポリイミドもしくはポリイミドの前駆体で
あるポリアミド酸の溶液中に、上記微粒子を混入し、こ
の溶液を製膜することにより製造される。まず芳香族ポ
リアミド樹脂については、有機溶剤可溶のものでは、直
接溶剤中で重合するか、一旦ポリマーを単離した後再溶
解するなどして溶液とし、ついで乾式法または湿式法に
て製膜され、また、ポリパラフェニレンテレフタルアミ
ド(PPTA)等の有機溶剤に難溶のものについては、
濃硫酸などに溶解して溶液とし、ついで乾式法または湿
式法にて製膜される。
【0022】一方、ポリイミド樹脂については、有機溶
剤中にてテトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンとを
反応させてポリアミド酸とし、この溶液をそのまま、ま
たは一旦閉環処理してポリイミドとし、再度溶剤に溶解
して溶液を得、それらを乾式法または湿式法にて製膜さ
れる。乾式法では、溶液はダイから押し出され、金属ド
ラムやエンドレスベルトなどの支持体上にキャストさ
れ、キャストされた溶液が自己支持性あるフィルムを形
成するまで乾燥またはイミド化反応が進められる。
【0023】湿式法では、溶液はダイから直接凝固液中
に押し出されるか、乾式と同様に金属ドラムまたはエン
ドレスベルト上にキャストされた後、凝固液中に導か
れ、凝固される。ついでこれらのフィルムはフィルム中
の溶剤や無機塩などを洗浄され、延伸、乾燥、熱処理な
どの処理を受ける。本発明に用いられるフィルムの厚み
は特に制限されるものではなく、通常5μm以上、50
0μm以下、好ましくは12μm以上、150μm以下
である。またフィルムには、染料や顔料などの着色剤
や、難燃剤、帯電防止剤、酸化防止剤、その他の改質剤
についても、それが本発明の目的に反しない限り含まれ
ていてもよい。
【0024】さらに、本発明の樹脂ロ−ルについて具体
例を挙げて、詳細に説明する。図1は、本発明の樹脂ロ
ールの一例を断面図にて示したものである。1は回転軸
であり、本発明の円盤状フィルム2が中央に設けられた
センターホールに回転軸1が貫通するように積層されて
取り付けられている。取り付けられたフィルムは、側板
3aおよび3bにより挟まれ、締め付けリング4aおよ
び4bにより固定されてロールとして一体化されてい
る。
【0025】本発明の円盤状フィルムは、ロールに組み
立てられる前に真円状に切り出されていてもよいし、大
略の形状に切り抜かれ、ロールに組み立てられてから、
積層状態で円柱状に切削加工されてもよい。なお、ロー
ルに組み立てられる前にフィルムが真円状に切り抜かれ
ている場合でも、ロールに組み立てた後、更に高精度の
真円度、表面平滑性を高めるため、研削または研磨され
ることも行われてよい。
【0026】センターホールについても、各フィルムに
まずセンターホールを設け、回転軸に取り付けてもよい
し、フィルムを積層した後、全体としてセンターホール
を加工してもよい。センターホールの形状も特に制限さ
れるものではなく、真円状、多角形など任意に選ばれて
よい。また、キー溝を設けることも自由である。積層さ
れたフィルムを一体化する方法も、図1のごとく両端に
設けられた押え板で締め付けて固定する方法の他、フィ
ルム同志を接着剤にて張り合わせることも可能である。
【0027】図1の押え板は締め付けリングで、回転軸
とリングに設けられたネジにより締め付けられて固定さ
れているが、締め付け方法もこの例に限定されるもので
はなく、ネジの代わりにバヨネットを設けて行なう方法
もある。本発明のロールは、図1に示した構造に限られ
るものではなく、自らは回転軸を持たず、支持ロール上
で従動回転するものであってもよい。また、図1のごと
く回転軸がフィルムの積層により形成された樹脂ロール
を貫通して設けられていても、貫通することなく、フィ
ルムを積層し接着剤で固定されたものの両端に接着され
たものであってもよい。
【0028】本発明の樹脂ロ−ルのうち特に好ましい態
様は、円盤状の合成樹脂フィルムが円柱状に積層されて
おり、その中心に設けた穴に回転軸が貫通しており、フ
ィルム群の両端が押え板にて固定されていることを特徴
とする樹脂ロールである。 (物性の測定法)本発明に用いられるフィルムの特性値
の測定法は次の通りである。 (1)中心線平均値(Ra) Raの定義は、例えば奈良治郎著「表面粗さの測定、評
価法」(総合技術センター、1983)に示されている
ものであり、小坂研究所製の表面粗さ測定機(ET−3
0)を用い、触針先端半径0.5μm、触針荷重5m
g、カットオフ値80μmの条件で、10回測定し、そ
の平均値で表す。 (2)フィルムの厚み、強度、伸度、弾性率の測定法フ
ィルムの厚みは、直径2mmの測定面を持つダイヤルゲ
ージで測定する。強度、伸度、弾性率は、定速伸長型強
伸度測定機を用い、測定長100mm、引っ張り速度5
0mm/分で測定したものである。
【0029】(3)熱収縮率の測定法フィルムから2c
m×5cmの試料片を切り出し、4cmの間隔に刃物で
傷をつけて標識とし、予め23℃、55%RHの雰囲気
下に72時間放置した後、標識間の距離を読み取り顕微
鏡にて測定し、次いで200℃の熱風式オーブンに2時
間拘束することなく放置した後、再度23℃、55%R
Hの雰囲気下に72時間放置した後、標識間の距離を読
み取り顕微鏡にて測定して求めた。
【0030】
【実施例1および比較例1〜2】 (実施例1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド(P
PTA)を、あらかじめ0.04μmのシリカ粒子をP
PTAに対し0.3%となるように分散させた99.8
%濃硫酸にポリマー濃度が12%になるように溶解し、
ダイからエンドレスベルト上にキャストした。ベルト上
で加熱と同時に吸湿処理して、ドープを液晶相から等方
相に相転換した後、0℃の45%硫酸中にて凝固させ、
中和、水洗し、縦横ともに1.1倍の延伸を施した後ク
リップテンターにより定長状態を保ちつつ熱風乾燥し、
次いで400℃で緊張熱処理した後巻き上げた。
【0031】得られたPPTAフィルムは50μmの厚
みであり、長尺方向、幅方向にそれぞれ、強度35、3
6kg/mm2 、伸度42、40%、弾性率900、9
40kg/mm2 、200℃熱収縮率0.2、0.18
%、Raは片面が8nm、他の面が7.5nmであっ
た。 このフィルムを直径20cmの円に切り出し、図
1の構造の幅35cmのロールに組み立てた後、さらに
研磨して平滑な表面に仕上げた。
【0032】(比較例1)実施例のPPTAフィルム製
造においてシリカ粒子を添加しなかった他は同様にして
実施例と同様にロールを製造した。得られたPPTAフ
ィルムは50μmの厚みであり、長尺方向、幅方向にそ
れぞれ、強度36、36kg/mm2 、伸度42、41
%、弾性率905、930kg/mm2 、200℃熱収
縮率0.2、0.18%、Raは片面が0.7nm、他
の面が0.6nmであった。
【0033】(比較例2)市販のポリイミドフィルムで
あるカプトン(東レ・デュポン株式会社商標)200H
(厚み50μm)を用い、実施例と同様にロールを製造
した。なお、カプトン200Hは長尺方向、幅方向にそ
れぞれ、強度22.5、23.5kg/mm2 、伸度6
1.4、61.9%、弾性率386、422kg/mm
2 、200℃熱収縮率0.03、0.04%であり、R
aは一つの面が12nm、他の面が11nmであった。
上記実施例1および比較例1〜2のロールをポリエチレ
ンのフラッシュ紡糸法不織布のカレンダーロールに用い
てその表面の耐久性を調べた。評価は肉眼観察によりロ
ール表面の鏡面性の低下により使用可能限界に至るまで
の使用日数で比較した。
【0034】比較例2のロールが最も早く10日間で寿
命に達した。比較例1のものは20日間で使用不可と判
定された。一方本発明例のロールは40日間の使用に耐
え、本発明の効果が明瞭であった。
【0035】
【発明の効果】本発明の樹脂ロールによれば、合成樹脂
特有の耐溶剤性、耐薬品性と同時に、耐摩耗性、耐変形
性に優れたロールが提供される。従って、高精度の表面
性や真円性、平坦性を必要とするロールにおいても、長
期間表面の再研磨を実施することなく使用でき、工業的
に用いる上で多大の経費の節減が可能となる。本発明の
樹脂ロールは、ポリシャー、カレンダーロールなどの
他、高精度の搬送性を要求される各種ロールに用いられ
て効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂ロールの一例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 回転軸 2 フィルム 3a、3b 側板 4a、4b 押さえリング

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強度が25kg/mm2 以上、弾性率が
    600kg/mm2 以上、200℃における熱収縮率が
    2%以下であり、且つフィルムの少なくとも片面が中心
    線平均値が1nm以上、20nm以下の表面粗度である
    円盤状の合成樹脂フィルムが円柱状に積層されてなる樹
    脂ロール。
JP27244693A 1993-10-29 1993-10-29 樹脂ロール Withdrawn JPH07125098A (ja)

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JP27244693A JPH07125098A (ja) 1993-10-29 1993-10-29 樹脂ロール

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102472314A (zh) * 2009-08-12 2012-05-23 株式会社日立制作所 复合材料辊

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102472314A (zh) * 2009-08-12 2012-05-23 株式会社日立制作所 复合材料辊

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Effective date: 20010130