KR101689278B1

KR101689278B1 - 필름용 고무롤

Info

Publication number: KR101689278B1
Application number: KR1020167013019A
Authority: KR
Inventors: 노부아키 수와
Original assignee: 가부시키가이샤 킨요샤
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2016-12-23
Also published as: WO2015072412A1; JP5745008B2; MY160324A; CN105793178A; CN105793178B; JP2015093759A; KR20160065978A

Abstract

필름용 고무롤은, 롤 본체와, 상기 롤 본체상에 최외층으로 설치된 피복층을 구비하고, 상기 피복층은, 고무재와, 상기 고무재에 분산된, 각각 열가소성 수지로 구성된 복수개의 미소 중공체를 구비하고, 상기 미소 중공체의 평균 입경은 500㎛이하이고, 상기 피복층 표면측의 미소 중공체는, 상기 피복층 표면에 개구되고, 그 개구단면은 상기 피복층 표면과 동일 평면이고, 상기 개구된 미소 중공체의 내강면이, 상기 피복층 표면의 오목부를 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

필름용 고무롤{Rubber roll for film}

본 발명은, 필름용 고무롤에 관한 것이다.

필름은, 고분자 화합물을 주 원료로 형성된 박막형의 인공물이다. 포장용, 광학용, 사진용 및 영화용의 필름 및 특정 기능성을 가진 필름 등이 여러 용도에 널리 사용되고 있다.

일반적인 필름의 제조방법에는, 예를 들면, 연신법, 카렌다법, 용해압출성형법 및 용액류연법이 있다. 필요에 따라, 제조된 필름에 대해서, ２차 가공, 표면처리, 다층가공 등의 가공이 더 행해진다. 이러한 필름의 제조나 가공에 있어서는, 필름을 취급하기 위한 많은 고무롤이 사용되고 있다.

특허문헌 1은, 필름 자동 권취 장치를 공개한다. 상기 필름 자동 권취 장치에 의해, 심지에의 필름 감기와, 그에 따른 작업, 예를 들면, 심지의 권취 축에의 장착, 권착, 권취 후의 필름의 절단, 권취 축으로부터의 취출 등의 부대 작업이, 자동적 또는 반자동적으로 행해진다. 특허문헌 1에서는, 예를 들면, 발포한 고무재료를 필름 접촉면으로 구비하는 필름 반송롤러가 기재되어 있다.

예를 들면, 일렉트로닉스 제품에서 사용되는 필름은, 광선을 투과, 반사 및/또는 흡수함으로써 원하는 효과를 얻는 것을 목적으로 하는 것이 많다. 이러한 필름은, 일반적으로 광학 필름이라 불리기도 한다. 광학 필름은, 그 사용 목적에서, 광학특성에 영향을 미칠 수 있는 치수 정밀도, 및 상처 및 이물혼입의 배제 등에 대한 요구가 높다.

한편, 필름 제조 또는 가공 라인에서는, 라인 스피드의 향상이나 필름의 박막화에 따라, 고무롤 회전속도와 필름 이송속도가 동기화되지 않고, 필름이 슬립함으로써, 필름에 상처를 내는 현상이 여기저기 보여지고 있다. 또, 특히 연박막 필름(soft thin film)의 경우, 장력을 작게 하면 슬립이 생기고, 장력을 크게 하면 필름이 늘어난다고 하는 딜레마가 있다.

국제공개 제2008/047546호

상기 상황에 감안하여, 본원발명의 과제는, 필름에 대해서 안정된 그립력을 가짐으로써 필름에 상처를 주는 일이 없고, 또, 필름을 늘어지게 하지 않는 낮은 장력으로, 필름 이송을 할 수 있는 필름용 고무롤을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 필름용 고무롤은, 롤 본체와, 상기 롤 본체상에 최외층으로 설치된 피복층을 구비하고, 상기 피복층은, 고무재와, 상기 고무재에 분산된, 각각 열가소성 수지에 의해 구성된 복수개의 미소 중공체를 구비하고, 상기 미소 중공체의 평균 입경은 500㎛이하이고, 상기 피복층의 표면측 미소 중공체는, 상기 피복층 표면에 개구되고, 그 개구단면은 상기 피복층 표면과 동일 평면이고, 상기 개구된 미소 중공체의 내강면이, 상기 피복층 표면의 오목부를 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 필름용 고무롤에 의하면, 필름에 대해서 안정된 그립력을 가짐으로써 필름에 상처를 입히는 일 없고, 또, 필름을 늘어지게 하는 일이 없는 낮은 장력으로 필름 이송을 할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시예의 필름용 고무롤의 투시도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예의 피막층 단면을 나타내는 확대도이다.
도 3은, 본 발명의 필름 권취장치에 의해 필름을 롤 형상으로 감는 공정을 나타내는 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서, 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면서, 필름용 고무롤에 대하여 설명한다. 필름용 고무롤(10)은, 원통 형상의 롤 본체(11)와, 롤 본체(11)의 주면을 따라 필름용 고무롤(10)의 최외층을 구성하는 피복층(12)과, 롤 본체(11)의 양단으로부터 각각 연장된 2개의 축부(13a, 13b)를 구비한다.

롤 본체(11)의 재질은, 고강성재이면 되고, 예를 들면, 카본FRP, 알루미늄 합금, 스테인리스강 및 철 등이어도 되나, 바람직하게는 카본FRP이다.

축부(13a, 13b)는, 일반적으로 저널(journal)이라고도 칭해진다. 축부(13a, 13b)는, 롤 본체(11)의 양단을 축 지지하는, 및/또는 구동 부품과 끼워 맞추기 위해 이용되고, 그 때문에 선택된 직경과 길이를 가진다. 축부(13a, 13b)는, 소망에 따라 그 단부가 더 가공되어 있어도 된다. 롤 본체(11)와 축부(13a, 13b)는, 일체로 형성되어도, 롤 본체(11)와 축부(13a, 13b)가 각각 다른 부품으로 형성되고, 또한 조합에 의해 형성될 수도 있다.

도 2를 참조하면서, 피복층(12)의 구성에 대하여 설명한다. 도 2는, 도 1의 필름용 고무롤의 피복층(12)의 확대 단면도이다.

피복층(12)은, 고무재(121)와, 복수개의 미소 중공체(hollow microparticles; 122)를 구비한다. 복수개의 미소 중공체(122)는, 고무재(121)에 분산되어 있다. 복수개의 미소 중공체(122)는, 피복층(12)의 표면측에 위치하는 미소 중공체(122a)와, 고무재(121) 내부측에 위치하는 미소 중공체(122b)를 포함한다. 미소 중공체(122a)는, 피복층(12)의 표면(12a)을 따른 곡면에 의해 절단되어, 그 일부분이 결손되고, 그에 의해 개구된 형상을 가진다. 이 형상은, 구관(spherical crown) 형상이라 칭할 수 있다. 미소 중공체(122a)의 절단면(다시 말해, 구관 형상의 개구단면(122aa))은, 고무재(121)의 표면과 동일 평면이다. 다시 말해, 미소 중공체(122a)는, 피복층(12)의 표면(12a)에 오목부(122c)를 형성하는 동시에, 중공체(122a)의 내강면이 피복층(12) 표면(12a)의 일부를 구성하고 있다. 피복층(12)의 표면(12a)에는, 개구된 복수개의 미소 중공체(122a)의 존재에 의해, 서로 독립한 복수개의 미소한 오목부(122c)가 형성되어 있다. 이러한 복수개의 오목부(122c) 때문에, 피복층(12)의 표면은 거친 면이다. 한편, 고무재(121) 내부측에 존재하는 미소 중공체(122b)는, 구형상을 가진다. 미소 중공체(122b)는, 진구이어도 되고, 직경분포에 영향을 주지 않을 정도의 다소의 왜곡이 있는 구(球)이어도 된다.

피복층(12)의 표면 거칠기(Ra)는, JIS B0601-1994 표면 거칠기 0.3이상인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 표면 거칠기는, 예를 들면, JIS B0601-1994 표면 거칠기 0.3∼42.00의 범위라도 되고, 예를 들면, 2.50∼41.50의 범위, 또는 2.75∼41.25의 범위인 것이 바람직하다. 또, 피복층(12)의 표면에 있어서 표면 거칠기의 값의 분포, 다시 말해, 거칠기에 편차(이하, 「거칠기의 편차」라고도 한다)이 존재해도 된다. 그러한 표면 거칠기의 편차는, 중간치± 1.0, 바람직하게는 중간치± 0.5, 보다 바람직하게는 중간치± 0.3이라도 된다. 예를 들면, 피복층(12)의 표면 거칠기(Ra)가, 0.3∼42.00의 범위이고, 또한 해당 거칠기의 편차가 [중간치-0.3]∼ [중간치+0.3]의 범위이라도 된다. 다시 말해, 피복층(12)의 표면 거칠기의 중간치 범위가, 0.6∼41.7일 때, 이 중간치에서 ± 0.3의 범위에서 피복층(12)의 표면에 거칠기의 값의 분포, 다시 말해, 거칠기에 편차가 존재하고 있어도 된다. 거칠기의 편차는 ± 1.0의 범위라면, 고무롤의 사용시에 있어서 지장이 없는 범위에서 안정된 그립력을 제공할 수 있다. 거칠기의 편차는 작을수록, 예를 들면 ± 0.5 또는 ± 0.3의 거칠기 편차의 경우, 보다 안정된 그립력을 제공할 수 있으므로 바람직하다.

피복층(12)의 표면 거칠기(Ra)는, JIS B0601-1994규격에 대응한 표면 거칠기 측정기에 의해 측정된다. 예를 들면, 주식회사 미쯔토요(사)제의 표면 거칠기 측정기에 의해, 예를 들면, 컷오프 값 0.8, 구간수 3의 설정으로 측정되면 된다.

피복층(12)의 비중은, 1.7미만, 바람직하게는 1.1미만이다. 비중은, 고무롤로서 적절하게 사용할 수 있는 범위에서, 그 값이 작으면 작을수록 바람직하다.

피복층(12)에 있어서의 고무재(121)와 미소 중공체(122)의 바람직한 체적비는, 다음 식:

공극율= [미소 중공체의 체적]/ [피복층 전체의 체적]×100

에 의해 산출되는 공극율로서, 10% ∼90%라도 되고, 보다 바람직하게는 20% ∼70%, 더 보다 바람직하게는 30% ∼60%라도 된다.

상술한 바와 같은 구성이기 때문에, 해당 고무롤에서는, 피복층의 표면이 사용 중에 마모되었다고 하더라도, 피복층 표면의 마모에 따라 고무재의 표면 근처의 미소 중공체가, 고무재와 함께 순차 깎아져서 개구되어 간다. 이로 인해, 피복층 표면에는, 항상 일정한 표면 거칠기를 달성할 수 있도록 오목부가 존재한다. 따라서, 피복층의 표면은 장기간 걸쳐 일정한 상태로 유지된다. 이에 따라, 장기간 걸쳐 안정된 그립력이 달성된다. 이러한 피복층의 표면구조는, 필름 이송을 위해서 적합하다. 다시 말해, 상기 고무롤은, 전술한 바와 같은 피복층의 특징 때문에, 필름에 상처가 생기는 일 없고, 정전기 불균일이 없고, 필름 이탈이 양호하고, 또한 낮은 장력이어도 필름을 확실하고 양호하게 이송하는 것이 가능하다. 또, 피복층이, 고무재에 분산된 미소 중공체를 구비하고 있기 때문에, 피복층의 비중이 작아지고, 그 결과, 고무롤을 저토크로 회전시키는 것이 가능하게 된다. 또, 비중이 작기 때문에, 사용시에 고무롤을 고속/회전시켜도 발열하지 않고, 피복층의 팽창이 억제되므로, 사용시에 있어서도 고무롤 회전속도의 컨트롤이 용이하다. 또, 해당 고무롤은, 사용을 위해 충분한 강도를 가지므로, 고무롤이 파손함으로써 생기는 협잡물의 발생이 없거나, 또는 발생이 적다.

고무재(121)를 위한 원료 고무는, 예를 들면, 천연 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 부틸 고무, 클로로프렌 고무, 에피클로로하이드린 고무, 플루오로 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 아크릴 고무, 실리콘 고무, 우레탄 고무, 또는 클로로술폰화 폴리에틸렌, 또는 이들 중 2종류 이상의 조합이라도 된다. 고무재(121)의 경도는, 이들에 한정되지 않지만, JIS A경도 90이하인 것이 바람직하고, 바람직하게는 30∼90, 보다 바람직하게는 50∼80이다. JIS A경도 90을 초과하여도, 다른 조건, 특히 사용되는 원료 고무의 재질에 따라서는 필름용 고무롤로써 바람직하게 사용될 수 있다.

경도는, JIS K6253규격에 대응한 타입 A의 듀로미터에 의해 측정된다. 구체적으로는, JIS A경도를 측정할 수 있는 계기, 예를 들면, 고분자계기 주식회사제의 JIS A 경도측정기에 의해 측정되면 된다.

미소 중공체(122)는, 예를 들면, 열가소성 수지에 의해 형성된다. 열가소성 수지의 예는, 메타크릴로니트릴과 아크릴로니트릴의 공중합체, 할로겐화비닐리덴의 호모 폴리머, 할로겐화비닐리덴을 한쪽의 단량체로서 함유하는 코폴리머, 플루오로 플라스틱, 폴리아크릴 에테르케톤, 니트릴 수지, 폴리아미드이미드, 폴리아릴레이트, 폴리벤즈이미다졸, 폴리카보네이트, 열가소성 폴리에스테르, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리메틸펜텐, 또는 염소화 폴리염화비닐, 또는 이들 중 2종류 이상의 조합이라도 된다.

미소 중공체(122)는, 예를 들면, 내열성 및 내용제성이 높은 열팽창성 미소구를 열에 의해 팽창함으로써 형성되어도 된다. 열팽창성 미소구는, 열가소성 수지로 이루어진 외각과, 이 외각에 내포되고, 가열함으로써 기화하는 발포제를 구비한다. 발포제는, 예를 들면, 가열함으로써 기화하는 물질이면 되고, 예를 들면, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 논앤, 데칸, 운데칸, 도데칸, 및/또는 트리데칸 등의 탄소수 4∼20의 직쇄상, 분기상, 지환상의 액체탄화수소이어도 된다. 예를 들면, 액체탄화수소를 포함하는 열팽창성 미소구를 가열함으로써 형성된 미소 중공체(122)의 내부에는, 탄화수소 가스가 포함된다.

미소 중공체(122)의 평균 입경은, 5㎛∼500㎛이여도 되고, 10㎛∼500㎛인 것이 바람직하다. 평균 입경이 10㎛미만인 경우, 고무재(121)와 미소 중공체(122)의 배합비에 따라서는 안정된 그립력을 얻을 수 없는 경우가 있다. 예를 들면, 평균 입경이 10㎛미만이고, 동시에 피복층(12)의 표면 거칠기(Ra)가 0.3미만으로 되었을 경우, 접촉 시에 필름과의 사이에 포함되는 공기가 충분히 빠져나갈 수 없고, 에어슬립하고, 안정된 그립력을 얻을 수 없는 경우가 있다. 그러한 고무롤에서 필름을 다루었을 경우에는, 필름의 슬립을 안정되게 방지할 수 없으므로 바람직하지 않다. 또, 미소 중공체(122)의 평균 입경이 500㎛보다도 큰 경우에는, 피복층(12)의 표면에 균일한 복수개의 오목부를 형성할 수 없는 것, 또 고무롤 자체의 강도를 유지할 수 없는 경우가 많아, 바람직하지 않다.

미소 중공체(122)로서, 그 자체 일반적으로 알려진 기팽창 마이크로 벌룬 또는 플라스틱 마이크로 벌룬을 사용하는 것은 바람직하다. 이러한 기팽창 마이크로 벌룬은, 예를 들면, 마쯔모토마이크로스페아(등록상표)F-E 및 F-DE로 마쯔모토유지제약 주식회사에서 시판되고 있다. 팽창되지 않은 마이크로 벌룬의 경우에는, 마이크로 벌룬의 팽창 속도와, 고무재 원료의 가황경화속도를 제어하는 것이 어렵고, 균일한 평균입경의 미소 중공체를 형성하는 것이 어렵다.

필름용 고무롤은, 예를 들면, 다음과 같이 제조된다. 먼저, 소망에 따른 축부를 가지고, 동시에 소망의 길이 및 직경의 롤 본체를 준비한다. 그 다음에, 롤 본체의 표면을 블라스트 처리한다. 별도로 소망의 배합비로 소망의 재료로 이루어진 고무재 원료와 미소 중공체를 혼련하고, 미가황 고무시트를 제작한다. 롤 본체의 블라스트 처리된 부분에 접착제를 도포하고, 거기에 미가황 고무시트를 권취하고, 성형한다. 이를 가황한다. 그 다음에, 롤 본체의 주면상에 형성된 가황 고무의 표면을 연마한다. 이에 따라, 롤 본체의 주면상에 피복층이 형성된다. 가황 고무 표면을 연마함으로써, 고무재의 표면측에 포함되는 미소 중공체의 일부분이 고무재와 함께 절삭된다. 또, 가황 고무 표면의 연마는, 롤 본체와 동심원적으로 행해진다. 고무재와 함께 절삭되는 미소 중공체는, 연마 면에 따른 곡면에 의해 절단되고, 그 일부분이 결손되고, 개구가 형성된다. 다시 말해, 피복층 표면에는, 피복층의 표면과 동일 평면으로 되도록 개구된 미소 중공체가 형성된다. 미소 중공체의 내강면은, 개구를 개재해서 외부에 노출되어 있다. 그 결과, 피복층 표면으로서, 개구된 미소 중공체의 내강면에 의해 구성되는 서로 독립한 복수개 오목부를 가진 거친 면의 형성이 달성된다.

고무재 원료는, 원료 고무와, 소망의 첨가제, 예를 들면, 가황제, 가황 조제, 노화 방지제, 가공 조제, 충전제 및/또는 가소제등을 포함해도 된다.

원료 고무와, 미소 중공체와의 배합비는, 예를 들면, 평균 입경이 10∼500㎛의 미소 중공체의 경우, 예를 들면, 원료 고무 100중량부에 대하여, 1∼100중량부인 것이 바람직하다. 이 배합 비율에서 피복층을 형성하였을 경우, 많은 경우, 피복층(12)의 표면 거칠기(Ra)는, JIS B0601-1994 표면 거칠기 0.3∼42.00의 범위가 된다. 또, 이러한 특징에 더해, 피복층(12)의 비중이, 1.7미만이 되도록 미소 중공체의 평균 입경 및 배합 비율이 조정되는 것이 바람직하다. 여기서, 미소 중공체의 평균 입경 및 배합 비율을 조정 함으로써, 피복층(12)의 공극율의 값은 자유롭게 변경되어도 된다. 또, 원료 고무와 미소 중공체와의 배합비는, 고무롤의 제조 공정에 있어서도 대부분 변화되지 않는다고 생각해도 된다. 따라서, 제조시에 원료 고무와 미소 중공체가 원료 고무 100중량부에 대하여 1∼100중량부의 배합비로 혼합되었을 경우, 최종제품으로서의 고무롤에 있어서도, 동일한 비율, 다시 말해, 고무재의 100중량부에 대하여 미소 중공체가 1∼100중량부로 분산되어 있다고 생각해도 된다.

도 3을 참조하면서, 필름용 고무롤의 사용예에 대하여 설명한다. 도 3은, 센터 드라이브식의 필름 권취장치(center-drive film winding device)에 의해 필름을 롤 형상으로 권취하는 공정을 나타내는 개략도이다. 필름 권취장치(30)는, 가이드 롤(31)과, 컨택트 롤(32)과, 권취축(33)을 구비한다. 권취축(33)의 외측에 원통 형상의 심지(35)를 끼워 넣은 후에, 심지(35)의 외주에 필름(34)을 감아 간다. 가이드 롤(31)은, 비틀림 주름이 생기지 않도록 필름을 지지하고, 또한 이송해야 할 방향 및/ 또는 각도로 하류에서 상류로 필름을 이송하기 위한 롤이다. 컨택트 롤(32)은, 심지(35)의 상방에 설치되고, 필름(34)을 심지(35)의 외주에 권취함으로써 형성되어 가는 필름 롤(36)의 최외면에 접선으로 접촉한다. 그에 따라, 이미 형성된 필름 롤(36)의 최외면에 대하여 새로 필름(34)을 겹쳐 갈 때에, 필름(34)에 주름이나 비틀림이 생기지 않도록, 또 필름(34)과 필름 롤(36)의 최외면과의 사이에 공기가 침입하지 않도록 한다.

상기 필름용 고무롤은, 이러한 센터 드라이브식 필름 권취장치에 있어서의 가이드 롤 및/또는 컨택트 롤로서 사용되어도 된다. 혹은, 서피스 드라이브식 권취기(surface drive winding device) 등 그 자체 공지된 어느 다른 필름 권취장치에서 사용되는 어느 롤로서 사용되어도 된다. 혹은, 필름을 다루기 위한 어느 장치에 있어서, 필름과 접촉해서 이를 다루기 위한 롤로서 사용되어도 된다. 다시 말해, 필름용 고무롤이란, 필름의 제조 또는 가공에 있어서 필름에 직접 접촉하고, 이를 취급하기 위한 고무롤이라고 해석되어도 된다.

상기 고무롤은, 종래에 비해 장기간 걸쳐 사용할 수 있고, 고속회전에 있어서도 컨트롤이 용이하고, 안정된 그립력을 가지고, 협잡물의 발생이 저하되고, 필름에의 상처 발생이 저감되고, 정전기 불균일이 없고, 필름과 접촉할 때에 생길 수 있는 필름의 슬립을 방지하는 것이 가능하다. 상기 필름용 고무롤은, 필름의 제조 및/또는 가공 시에, 필름과 접촉하는 어느 롤로서 바람직하게 사용할 수 있다.

[실시예]

실시예를 따른 필름용 고무롤과 비교용 고무롤을 제조하고, 이들을 비교하였다.

(1) 고무롤의 제조

실시예 1

고무재 원료, 미소 중공체, 및 심금(core)을 준비하였다. 고무재 원료는, 원료 고무로서의 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR 폴리머)를 100중량부, 산화아연을 5중량부, 스테아린산을 1중량부, 실리카를 60중량부, 비스(2-에틸헥실)프탈산(DOP)를 40중량부, 2,6-디- 제3 부틸-4-메틸페놀(BHT)을 1중량부, 가황 촉진제로서의 N-시클로헥실-2-벤조티아졸 술펜아미드(CBS)를 1중량부, 유황을 1.5중량부로 포함하였다. 미소 중공체로서 마쯔모토유지제약 주식회사제의 평균 입경 100㎛의 마이크로 벌룬을 사용하였다.

심금으로서, 롤 본체와 그 양단에 각각 축부를 구비한 카본FRP제의 심금을 준비하였다. 롤 본체의 외경은 50mm이며, 길이는 450mm이었다.

고무재 원료와, 1중량부의 마이크로 벌룬을 혼련해서 미가황 고무 시트를 제작하였다. 심금의 롤 본체의 주면을 블라스트 처리하였다. 블라스트 처리한 부분에 접착제를 도포하고, 거기에, 미가황 고무 시트를 감아서 성형하고, 이를 가황하였다. 그 다음에, 롤 본체의 주면상에 형성된 가황 고무 표면을 연마하였다. 이에 의해 고무롤을 얻었다. 이것을 실시예 1의 고무롤로 이하의 시험에 사용하였다. 고무롤의 외경은 70mm이었다.

실시예 2

평균 입경 100㎛의 마이크로 벌룬을 10중량부로 사용한 이외는, 실시예 1과 같은 재료 및 배합으로 동일한 방법에 의해 고무롤을 형성하였다. 이것을 실시예 2의 고무롤로 이하의 시험에 사용하였다. 고무롤의 외경은 70mm이었다.

실시예 3

평균 입경 100㎛의 마이크로 벌룬의 양을 40중량부로 사용한 이외는, 실시예 1과 같은 재료 및 배합으로 동일한 방법에 의해 고무롤을 형성하였다. 이것을 실시예 3의 고무롤로 이하의 시험에 사용하였다. 고무롤의 외경은 70mm이었다.

실시예 4

평균 입경 100㎛의 마이크로 벌룬의 양을 100중량부로 사용한 이외는, 실시예 1과 같은 재료 및 배합으로 동일한 방법에 의해 고무롤을 형성하였다. 이것을 실시예 4의 고무롤로 이하의 시험에 사용하였다. 고무롤의 외경은 70mm이었다.

실시예 5

평균 입경 100㎛의 마이크로 벌룬의 양을 110중량부로 사용한 이외는, 실시예 1과 같은 재료 및 배합으로 동일한 방법에 의해 고무롤을 형성하였다. 이것을 실시예 5의 고무롤로 이하의 시험에 사용하였다. 고무롤의 외경은 70mm이었다.

실시예 6

평균 입경 5㎛의 마이크로 벌룬을 110중량부로 사용한 것 이외는, 실시예 1과 같은 재료 및 배합으로 동일한 방법에 의해 고무롤을 형성하였다. 이것을 실시예 6의 고무롤로 이하의 시험에 사용하였다. 고무롤의 외경은 70mm이었다.

실시예 7

평균 입경 500㎛의 마이크로 벌룬의 양을 10중량부로 사용한 이외는, 실시예 1과 같은 재료 및 배합으로 동일한 방법에 의해 고무롤을 형성하였다. 이것을 실시예 7의 고무롤로 이하의 시험에 사용하였다. 고무롤의 외경은 70mm이었다.

비교예 1

마이크로 벌룬을 사용하지 않는 것 이외는, 실시예 1과 같은 재료 및 배합으로 동일한 방법에 의해 고무롤을 형성하였다. 이것을 비교예 1의 고무롤로 이하의 시험에 사용하였다. 고무롤의 외경은 70mm이었다.

비교예 2

평균 입경 5㎛의 마이크로 벌룬을 10중량부로 사용한 것 이외는, 실시예 1과 같은 재료 및 배합으로 동일한 방법에 의해 고무롤을 형성하였다. 이것을 비교예 2의 고무롤로 이하의 시험에 사용하였다. 고무롤의 외경은 70mm이었다.

비교예 3

평균 입경 600㎛의 마이크로 벌룬을 10중량부로 사용한 것 이외는, 실시예 1과 같은 재료 및 배합으로 동일한 방법에 의해 고무롤을 형성하려고 하였으나, 피복층이 금이 가버려서, 고무롤을 형성할 수 없었다.

비교예 4

심금으로서, 롤 본체와 그 양단에 각각 축부를 구비한 카본FRP제의 심금을 준비하였다. 롤 본체의 외경은 50mm이며, 길이는 450mm이었다. 이 심금의 롤 본체의 주면 전체에 요철 폴리머 테이프(쿠레하에라스토마제 러버 스트립 KS-3)를 롤 본체의 축 방향으로 나선상으로, 또한 주면상에서 인접하는 요철 폴리머 테이프의 단이 서로 접하도록 첩부하였다. 이에 의해 고무롤을 형성하고, 비교예 4로 하였다. 고무롤 외경은 56mm이었다.

실시예 1∼7 및 비교예 1∼3의 배합을 표 1에 정리해서 나타낸다.

(2) 표면 거칠기와 피복층의 비중

실시예 1∼7, 및 비교예 1 및 2에 대해서, 표면 거칠기와 피복층의 비중을 측정하였다. 표면 거칠기는, JIS B0601-1994규격에 대응한 표면 거칠기 측정기(주식회사 미쯔토요제)를 사용하여, 컷오프 값 0.8mm, 구간수 3의 설정으로 측정하였다. 비중은, 각 고무롤의 피복층에서, 세로, 가로 및 두께가 각각 50mm, 50mm 및 10mm의 치수 단편을 잘라내고, 그 프레스 샘플에 대해서 비중계를 사용하여 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

실시예 1∼7의 고무롤에 대해서, 각각의 표면 거칠기의 중간치는 3.75, 4.85, 8.21, 16.21, 16.32, 2.50 및 40.25이며, 표면 거칠기의 편차는 ± 0.3 (즉, -0.3∼+0.3)의 범위이었다. 이에 대하여, 비교예 1 및 2의 표면 거칠기의 중간치는 각각 0.62 및 0.28이었다.

피복층의 비중은, 실시예 1∼7에 대해서는 각각 1.08, 0.86, 0.76, 0.74, 0.54, 0.78 및 0.60이었다. 이에 대하여, 비교예 1 및 2의 피복층의 비중은 각각 1.34 및 0.84이었다.

(3) 사용시험

실시예 1∼7, 및 비교예 1, 2 및 4의 고무롤을 각각 가이드 롤로서 사용하여 성능을 평가하였다.

각각의 고무롤을 권취·권출장치의 가이드 롤로서 내장하고, 40㎛ 두께의 폴리프로필렌 필름(PP필름)을 장력 30N/m 및 라인 속도 300m/min로 권취하였다. 장치 가동중의 필름의 접촉과 이동에 따라 고무롤은 자유롭게 회전할 수 있다. 시험에서는, 각 고무롤의 회전속도를 측정하는 동시에, 필름의 미끄러짐, 고무롤의 회전 상태 등을 관찰하였다. 10분간 가동하고, 3000m 길이의 PP필름을 심지에 권취하고, 장치를 정지하였다. 이 10분간 가동해서 3000m 길이의 PP필름을 심지에 권취하는 조작을 5회 반복한 후의 고무롤을 사용후의 고무롤로 하였다. 사용후의 고무롤에 대해서, 롤 표면 등의 상태를 관찰하였다.

그 결과는 다음과 같다.

실시예 1∼7

실시예 1∼7의 고무롤은, 모두 장치의 가동 중에 300m/min의 회전속도로 회전하였다. 어느 고무롤의 경우에도, 심지에 권취된 PP필름에 상처는 관찰되지 않았다. 어느 고무롤의 경우에도, 사용전과 사용후에서 표면 거칠기에 변화는 없었다. 또, 어느 고무롤의 경우에서도, 공전, 필름의 미끄러짐, 권취 불량 등의 문제는 관찰되지 않았다. 이상의 결과로, 실시예 1∼7의 고무롤은, 필름에 상처를 생기게 하지 않고, 게다가 그립성이 양호하다고 평가하였다. 또한, 실시예 5의 고무롤에 대해서는, 더 긴 시간에 걸쳐 사용하였을 경우, 표면에 마모가 관찰되었다.

비교예 1

비교예 1의 고무롤은, 장치의 가동 중에 142m/min의 회전속도로 회전하고 있었다. 즉, 비교예 1의 고무롤은 가동 중에 공전하고 있었다.

비교예 2

비교예 2의 고무롤은, 장치의 가동 중에 156m/min의 회전속도로 회전하고 있었다. 즉, 비교예 2의 고무롤은 가동 중에 공전하고 있었다. 사용전과 사용후의 롤 표면에 현저한 변화는 없었다.

비교예 4

비교예 4의 고무롤은, 장치의 가동 중에 300m/min의 회전속도로 회전하였다. 심지에 권취된 PP필름의 표면에는 줄무늬 모양이 관찰되었다. 이 줄무늬 모양은, 롤 본체 주면에 나선형으로 첩부된 요철 폴리머 테이프가 필름에 전사된 것으로 생각되었다.

또, 비교예 4와 동일하게 나선형으로 첩부된 요철 폴리머 테이프를 주면에 구비한 고무롤을 또한 장기간에 걸쳐서 사용하였을 경우에는, 필름에 전사된 줄무늬 모양의 간격이, 장치의 가동 시간과 함께 넓어진 것이 관찰되고 있다. 이는 롤 본체에 나선형으로 첩부된 요철 폴리머 테이프가, 장치의 가동과 함께 풀리도록 어긋나고, 롤 본체의 주면상에서 인접하는 요철 폴리머 테이프끼리의 거리가 떨어져 있었기 때문이라고 생각된다.

이상의 결과로, 100중량부의 고무재에 대하여, 1중량부∼110중량부로 평균 입경 5㎛∼500㎛의 미소 중공체를 포함하고, 동시에 피복층의 미소 중공체가 개구되어 있는 실시예의 고무롤은, 필름을 양호하게 다루는 것이 가능하다는 것이 명백해졌다. 또한, 평균 입경 10㎛∼500㎛의 미소 중공체를 포함하고, 동시에 피복층의 미소 중공체가 개구되어 있고, 피복층의 표면 거칠기가 0.3∼41.00의 범위 내에 있는 실시예의 고무롤은, 필름용 고무롤로 특히 우수하다는 것이 명백해졌다.

10 필름용 고무롤 11 롤 본체
12 피복층 12a 피복층 표면
13a, 13b 축부 121 고무재
122 미소 중공체 122a 개구된 미소 중공체
122aa 개구단면 122b 구형상의 미소 중공체
122c 오목부 30 필름 권취장치
31 가이드 롤 32 컨택트 롤
33 권취축 34 필름
35 심지 36 필름 롤

Claims

롤 본체와, 상기 롤 본체상에 최외층으로서 설치된 피복층을 구비하고, 상기 피복층은, 고무재와, 상기 고무재에 분산된, 각각 열가소성 수지로 구성된 복수개의 미소 중공체를 구비하고, 상기 미소 중공체의 평균 입경은 500㎛ 이하이고, 상기 피복층의 표면측의 미소 중공체는, 상기 피복층 표면에 개구되고, 그 개구단면은 상기 피복층 표면과 동일 평면이고, 상기 개구된 미소 중공체의 내강면이, 상기 피복층 표면의 오목부를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 필름용 고무롤.
제 1항에 있어서,
상기 고무재의 100중량부에 대하여, 상기 미소 중공체가 1∼100중량부로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 필름용 고무롤.
제 1항에 있어서,
상기 피복층의 표면 거칠기가, JIS B0601-1994 표면 거칠기 0.3이상이고, 상기 표면 거칠기의 범위가, 중간치-1.0∼중간치+1.0의 범위인 것을 특징으로 하는 필름용 고무롤.
제 1항에 있어서,
상기 미소 중공체의 평균 입경이, 10㎛∼500㎛인 것을 특징으로 하는 필름용 고무롤.
제 1항에 있어서,
상기 피복층의 비중이 1.7미만인 것을 특징으로 하는 필름용 고무롤.
제 1항에 있어서,
상기 피복층의 공극율이 10% ∼90%인 것을 특징으로 하는 필름용 고무롤.
제 1항에 있어서,
상기 고무재의 JIS A경도가 90이하인 것을 특징으로 하는 필름용 고무롤.
제 1항에 있어서,
상기 열가소성 수지가, 아크릴로니트릴계 코폴리머인 것을 특징으로 하는 필름용 고무롤.