JPWO2016117634A1 - ローラおよび熱可塑性樹脂フィルムロールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、「炭化水素系疎水性層」とは、炭化水素を含み、水分子を排除し、水になじみにくい性質を有する化合物層である。ゴム表面を改質して得た場合における炭化水素系疎水性層とは、炭素−炭素間の二重結合の数が通常のゴムよりも少ない状態であることをいう。
また、本発明の好ましい形態のローラは、前記ローラの中心回転軸と平行なローラ表面にローラ端に向かって径が小さくなるよう直線状または曲線状の切り欠き部が形成されている。
ここで、「ニップ」とは、一対のローラでフィルムを挟圧することである。また、「ニップローラ」とは、フィルムをローラ上で挟圧するためのローラであり、表面にゴムなどの柔軟性のある素材を被覆したローラである。
また、「搬送ローラ」とは、長さ方向に連続なフィルムを、製造工程の上流から下流に搬送するためのローラである。
図1に示すフィルムロールの製造装置を用いて、ポリエチレンテレフタレート樹脂を押出機により溶融し、ギアポンプで計量しながら口金6より吐出することで、シート状溶融樹脂7とし、フィルム温度が35℃となるように温調した冷却ドラム8で急冷することで、幅2200mm、平均厚み400μmのフィルム10として成型した。冷却ドラム8は回転速度90m/minとした。予熱ローラ13、延伸ローラ14、冷却ローラ15は熱媒を通したローラとなっており、得られたフィルム10をフィルム表面の温度が130℃になるように、予熱ローラ13、延伸ローラ14で昇温し、その後、フィルム表面の温度が35℃となるように冷却ローラ15で冷却した。予熱ローラ13、延伸ローラ14、冷却ローラ15は面長2400mm、外径は300mmの駆動ローラであり、本体の材質はJIS G3445:2010に規定されるSTKM13Aであり、表面には硬質クロム鍍金の皮膜を有するものとした。予熱ローラ13、延伸ローラ14aの回転速度は90m/minとし、延伸ローラ14b、冷却ローラ15の回転速度は650m/minとした。フィルム10は延伸ローラ14aと延伸ローラ14bの速度差により縦延伸を行った。
ニップローラ5には、図3に示すローラを使用し、ゴム層3は厚み10mm、硬度70°の水素化ニトリルゴムとした。水素化ニトリルゴムは、JIS K6257:2010における150℃×72時間の加熱老化試験での硬さの変化がJISK6253:2012におけるタイプA デュロメータ硬さで15度以下となる10度である。また、主鎖に炭素−炭素二重結合を有する水素化ニトリルゴムにハロゲン化処理を施し、炭化水素系疎水性層2を形成した後、炭化水素系疎水性層2の表面に非晶質炭素状膜3として膜厚1μmのDLC層を形成し、密着力を確保した。その他の条件は実施例1と同様にした。
ニップローラ5には、ローラ端に向かって径が小さくなるように、実施例2のローラ面の端縁から内側に150mmの位置をテーパ開始点として、ローラの中心回転軸と平行なローラ表面の軸方向の円筒水平面から1.5°軸中心側に円錐状にローラ表面のゴムを切り欠いた。その他の条件は実施例1と同様にした。
ニップローラ5には、材質STKM13Aの芯4に、厚み10mm、硬度70°のシリコーンゴムを被覆成型したものを使用するものの、非晶質炭素状膜であるDLC膜は形成しなかった。その他の条件は実施例1と同様にした。
ニップローラ5には、比較例1と同様のDLC膜を形成しないシリコーンゴムに、ローラ面の端縁から内側に150mmの位置をテーパ開始点として、ローラの中心回転軸と平行なローラ表面の軸方向の円筒水平面から1.5°軸中心側に円錐状にローラ表面のゴムを切り欠いた。その他の条件は実施例1と同様にした。
ニップローラ5には、図3と同様のローラを使用し、ゴム層3は厚み10mm、硬度70°のニトリルゴムとした。ニトリルゴムは、主鎖に炭素−炭素二重結合を有するため、ハロゲン化処理を施し炭化水素系疎水性層2を形成した後、炭化水素系疎水性層2の表面に非晶質炭素状膜3として膜厚1μmのDLC層を形成した。また、ニトリルゴムは、実施例1のシリコーンゴム、実施例2、3の水素化ニトリルゴムとは異なり、JIS K6257:2010における150℃×72時間の加熱老化試験での硬さの変化がJISK6253:2012におけるタイプA デュロメータ硬さで15度以上となる18度である。すなわち、高温でゴムの劣化が著しく発生し、硬度変化している。その他の条件は実施例1と同様にした。
ローラに被覆するゴム材と同様に形成したゴムシートから、寸法40mm×40mm×10mmのテストピースを製作し、JISK6257:2010に従って、150℃×72時間で加熱老化試験実施後の硬さを測定し、試験前後の硬さを比較することで、耐熱性を評価した。
A(good):試験前と試験後の硬さの変化がJIS K6253:2012におけるタイプA デュロメータ硬さで15度以下である。
C(poor):試験前と試験後の硬さの変化がJIS K6253:2012におけるタイプA デュロメータ硬さで15度を超える。
ゴムとDLC膜との密着性に関して、水を染み込ませたウエスで表面を拭き取った際の耐久性を評価した。押圧荷重100g/cm2にてウエスをニップローラに押し当て、10回往復させて拭いた。耐拭き取り性に関しては、次の2段階で評価した。
A(good):ウエスに付着がなく、かつ、DLC膜の脱落が見られない。
C(poor):ウエスに付着がある。または、DLC膜の脱落が見られる。
720時間使用した後のニップローラ径を測定し、耐摩耗性を評価した。測定位置はフィルム耳部の位置に相当する、ローラ面の端縁から内側に150mmの位置とした。
A(good):使用前と使用後のニップローラの外径変化率が0.1%未満である。
B(fair):使用前と使用後のニップローラの外径変化率が0.1%以上1.0%未満である。
C(poor):使用前と使用後のニップローラの外径変化率が1.0%以上である。
耐摩耗性の評価において、使用前と720時間使用後のニップローラの外径変化率が0.1%未満であったものに関して、2160時間使用した後のニップローラ径を測定し、ローラ寿命を評価した。測定位置はフィルム耳部の位置に相当する、ローラ面の端縁から内側に150mmの位置とした。
A(good):使用前と使用後のニップローラの外径変化率が0.1%未満である。
B(fair):使用前と使用後のニップローラの外径変化率が0.1%以上1.0%未満である。
C(poor):使用前と使用後のニップローラの外径変化率が1.0%以上である。
得られたフィルムロールを巻き出し、欠点検出装置によりフィルム表面に付着している欠点を検出した。欠点検出装置は、照射手段、受光手段、欠点検出手段からなり、照射手段としては、350Wのメタルハライド光源/光ファイバ束/ロッド照明を用い、ロッド照明の長手方向を、フィルム面に平行な面内において、フィルム幅方向から20度傾けた。フィルム搬送方向から見て、左端をフィルム搬送方向下流側に傾けた。ロッド照明から照射する高指向性の光は鉛直真上を向いており、長手方向で略均一となるように調整した。受光手段としては、7500画素、8ビット階調、40Hzのラインセンサカメラを使用した。光電変換素子の並び方向は照射手段の長手方向に一致しており、受光中心光軸は、鉛直下向きから6.5度傾けている。欠点検出手段としては、受光手段から得られる信号に対して3×3画素の重み付き平均をかけ、その後で明箇所について閾値以上の箇所を検出した。この閾値は、事前に欠点画像を見ながら、ほぼ最適化された値である。欠点を検出した後、顕微FT−IRにて付着欠点の分析を行い、摩耗粉による欠点を評価した。
A(good):フィルムロールにゴムの摩耗粉およびDLC膜の脱落による欠点が混入していない。
B(fair):ゴムの摩耗粉およびDLC膜の脱落による欠点数が、1.0個/m2未満である。
C(poor):ゴムの摩耗粉およびDLC膜の脱落による欠点数が、1.0個/m2以上である。
2:炭化水素系疎水性層
3:非晶質炭素状膜(DLC膜)
4:芯
5:ニップローラ
6:口金
7:シート状溶融樹脂
8:冷却ドラム
9:ガイドローラ
10:フィルム
11:エアシリンダ
12:フィルムロール
13:予熱ローラ
14a:延伸ローラ
14b:延伸ローラ
15:冷却ローラ
16:巻芯
A:搬送方向
Claims (7)
- 概略円筒形の芯の表面にゴムの層が形成され、このゴムがJIS K6257:2010における150℃×72時間の加熱老化試験での硬さの変化がJIS K6253:2012におけるタイプA デュロメータ硬さで15度以下であり、かつ、前記ゴムの層の表面に非晶質炭素状膜の層が形成されたローラ。
- 前記ゴムが主鎖に炭素−炭素二重結合を有し、前記ゴム層と前記非晶質炭素状膜の層との間に炭化水素系疎水性層が形成された、請求項1のローラ。
- 前記ゴムが水素化ニトリルゴムである、請求項2のローラ。
- 前記ローラの中心回転軸と平行なローラ表面にローラ端に向かって径が小さくなるよう直線状または曲線状の切り欠き部が形成された、請求項1〜3のいずれかのローラ。
- 概略円筒形の芯の表面に水素化ニトリルゴムの層が形成され、前記ゴムの層の表面に非晶質炭素状膜の層が形成されたローラ。
- 熱可塑性樹脂フィルムを成型する前のシート状溶融樹脂または70℃以上の熱可塑性樹脂フィルムを、ニップローラと搬送ローラとの間でニップして搬送または加工する工程を経て、その後、フィルムをロール状に巻き取るフィルムロールの製造方法において、前記ニップローラが請求項1〜5のいずれかのローラであるフィルムロールの製造方法。
- 70℃以上の熱可塑性樹脂フィルムをニップローラと搬送ローラとの間でニップして延伸する工程を経て、その後、フィルムをロール状に巻き取るフィルムロールの製造方法において、前記ニップローラが請求項1〜5のいずれかのローラであるフィルムロールの製造方法。
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