KR20060093333A

KR20060093333A - 웨브의 주름 스트레칭용 롤러, 및, 웨브 롤의 제조장치 및제조방법

Info

Publication number: KR20060093333A
Application number: KR1020067007615A
Authority: KR
Inventors: 마모루 카와시타; 마사요시 키무라; 토시히로 하야시; 신타로 쿠게
Original assignee: 도레이 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2006-08-24
Also published as: US20070131809A1; EP1679275A1; CN1874945A; EP1679275A4; WO2005040018A1

Abstract

회전 롤러 본체와, 그 회전 롤러 본체의 외주면을 피복하는 신축성을 갖는 섬유구조체와, 그 섬유구조체를 상기 회전 롤러 본체의 회전중심축 방향으로 신축시키는 신축수단으로 이루어지는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.

Description

웨브의 주름 스트레칭용 롤러, 및, 웨브 롤의 제조장치 및 제조방법{WEB SMOOTHING ROLLER, AND WEB ROLL PRODUCING DEVICE AND METHOD}

본 발명은, 웨브의 주름 스트레칭용 롤러, 및, 웨브 롤의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

플라스틱필름, 종이 등의 시트상물(이하, 웨브라 함)의 제조공정에 있어서, 웨브를 취급하기 위하여, 예컨대, 웨브의 반송이나 가공을 위해서, 각종 롤러가 이용되고 있다. 롤러에 의한 웨브의 취급에 있어서, 웨브에 흠집이나 주름이 발생할 경우가 있다. 웨브의 흠집이나 주름의 발생은 제품의 수율의 저하나 제조공정의 조업성 악화를 초래한다.

웨브 제조공정에 있어서의 주름의 발생을 방지하거나, 또는, 발생한 주름을 펴는 수단으로서, 웨브의 폭방향 양단을 폭방향 외측으로 인장하는 텐터나 크로스 가이더나, 웨브의 전체 폭에 접촉하는 익스팬더 롤러가 알려져 있다. 익스팬더 롤러에는, 밴딩(bending) 타입과 플랫(flat) 타입이 있다. 밴딩 타입의 익스팬더 롤러는, 만곡한 회전중심축을 갖는 회전 롤러로 이루어지고, 회전 롤러에 접촉하는 웨브에 폭방향의 장력을 부여한다. 플랫 타입의 익스팬더 롤러는, 스트레이트의 회전중심축을 갖는 회전 롤러로 이루어짐과 아울러 회전에 따라 롤러 셸이 중심축방 향으로 신축하는 구조를 갖고, 회전 롤러에 접촉하는 웨브에 폭방향의 장력을 부여한다.

플랫 익스팬더 롤러를 이용한 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가, 특허문헌1, 특허문헌2, 특허문헌3, 또는, 특허문헌4에 개시되어 있다. 특허문헌1 혹은 특허문헌, 및, 특허문헌3이 개시하는 롤러는, 롤러의 원주방향으로 간격을 두어 롤러의 축방향과 평행하게 연장되는 다수의 탄성 봉형상체를 갖는다. 특허문헌4가 개시하는 롤러는 고무 파이프를 갖는다.

그러나, 상기 종래의 기술에서는, 보다 고도의 품질이 요구되는 제품에 있어서의 주름 스트레칭과 흠집 방지를 실현시키는 것이 곤란하다.

즉, 종래의 밴딩 타입의 익스팬더 롤러는 다음의 문제를 갖는다. 회전에 필요한 토크가 매우 크고, 구동하는 것이 전제이기 때문에 설비비가 높다. 구조상 웨브 중앙부에 과잉의 폭방향의 장력이 발생하여 웨브가 삐뚤어진다. 웨브 단부의 주름 스트레칭 효과가 작다. 롤러 둘레속도와 웨브 반송속도의 속도차가, 특히 웨브 단부에 있어서 커지기 쉽고, 롤러와 웨브의 접촉면에 있어서 미끄럼이 생기기 쉽다. 롤러 중앙부와 양단부에서는 전후 롤러 간의 웨브의 패스 라인이 다르기 때문에, 웨브 단부에 늘어짐이 발생하기 쉽다.

특허문헌1 혹은 특허문헌2, 및, 특허문헌3에 개시되어 있는 플랫 익스팬더 롤러는, 밴딩 타입의 익스팬더 롤러의 결점의 해소를 의도한 것이다. 그러나, 이 플랫 익스팬더 롤러에 있어서는, 탄성체로 이루어지는 다수의 봉형상체는 간극을 가지고서 배치되어 있기 때문에, 폭확대 작용이 단계적이고, 또한, 롤러 외주가 요 철로 되기 쉬운 문제가 있다. 또한, 봉형상체를 유지하기 위해서 롤러 셸에 홈을 형성한 것에서는, 홈에 있어서 봉형상체가 흠집을 입어 먼지가 발생하는 문제가 있다.

이들의 문제를 해소하기 위해 고무 파이프를 이용한 플랫 익스팬더 롤러는 특허문헌4에 개시되어 있다. 그러나, 이 방식도 회전에 필요한 토크가 크다. 특히, 권취 장력이 낮게 설정되는 박물 필름의 제조에 이 롤을 이용하기 위해서는, 이 롤을 구동할 필요가 있다. 그 때문에, 제조설비비용이 비싸게 된다.

또한, 특허문헌1 혹은 특허문헌2, 및, 특허문헌3에 개시되어 있는 방식의 익스팬더 롤러도 특허문헌4에 개시되어 있는 방식의 익스팬더 롤러도, 롤러 외주면은, 금속이나 고무 등 단단한 재료의 단순한 연속체로 형성되어 있다. 그 때문에, 웨브에 흠집이 생기기 쉽다든가, 폭확대량을 크게 할 수 없다든가의 문제가 있다.

특허문헌1: 일본 특허공고 소44-20877호 공보

특허문헌2: 미국 특허 제3,344,493호 명세서

특허문헌3: 특허 제3,028,483호 공보

특허문헌4: 일본 실용신안공고 소57-11966호 공보

본 발명의 목적은, 웨브의 주름을 전체폭에 걸쳐 경감하고, 또한, 흠집 발생을 저감할 수 있는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 주름이나 흠집이 적은 웨브 롤을 제조하기 위한 제조장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 주름이나 흠집이 적은 웨브 롤을 제조하기 위한 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러는, 회전 롤러 본체와, 그 회전 롤러 본체의 외주면을 피복하는 신축성을 갖는 섬유구조체와, 그 섬유구조체를 상기 회전 롤러 본체의 회전중심축 방향으로 신축시키는 신축수단으로 이루어진다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서, 상기 섬유구조체는 통형상의 직물인 것이 바람직하다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서, 상기 통형상의 직물은 심리스인 것이 바람직하다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서, 상기 통형상의 직물은 탄성사 혹은 그것을 포함하는 사조로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서, 상기 통형상의 직물은 편물인 것이 바람직하다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서, 상기 편물은 탄성사 혹은 그것을 포함하는 사조로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서, 상기 편물은 심리스인 것이 바람직하다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서, 상기 신축수단이, 상기 회전 롤러 본체의 회전중심축 방향 양 외측에 배치되고, 그 회전중심축에 대하여 경사진 회전중심축에 관해서 회전가능한 경사 칼라로 이루어지고, 그 경사 칼라에, 상기 섬유구조체의 단부가 파지되고, 상기 섬유구조체와 상기 경사 칼라에 의해 상기 회전 롤러 본체를 포위하는 외측 포위체가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서, 상기 섬유구조체와 상기 웨브 사이의 정지마찰계수는 0.3 내지 0.7이고, 상기 섬유구조체와 상기 회전 롤러 본체 사이의 정지마찰계수는 0.4 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 웨브 롤의 제조장치는, 웨브를 연속해서 공급하는 웨브 공급장치와, 그 공급장치로부터 연속해서 공급되는 웨브를 반송하는 웨브 반송장치와, 그 반송장치에 의해 연속해서 반송되는 웨브를 연속해서 롤 형태로 권취하는 웨브 권취장치로 이루어지는 웨브 롤의 제조장치가 있어서, 적어도 상기 반송장치의 1개소 이상에, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가 배치되어 이루어진다.

본 발명의 웨브 롤의 제조장치에 있어서의 웨브를 연속해서 공급하는 웨브 공급장치는, 웨브를 연속해서 성형하는 제막장치, 또는, 웨브 롤로부터 웨브를 연속해서 풀어내는 웨브 풀림 장치를 의미한다.

본 발명의 웨브 롤의 제조장치에 있어서, 상기 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가, 상기 웨브 권취장치에 있어서 형성되는 웨브 롤의 표면에 압접 가능하게 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 웨브 롤의 제조방법은, 웨브를 연속해서 공급하는 웨브 공급공정과, 그 공급공정으로부터 연속해서 공급되는 웨브를 연속해서 반송하는 웨브 반송공정과, 그 반송공정에서 연속해서 반송되는 웨브를 연속해서 롤 형태로 권취하는 웨브 권취공정으로 이루어지는 웨브 롤의 제조방법에 있어서, 적어도 상기 웨브 반송공정의 1개소 이상에, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가 설치되어 이루어진다.

본 발명의 웨브 롤의 제조방법에 있어서의 웨브를 연속해서 공급하는 웨브 공급공정은, 웨브를 연속해서 성형하는 제막공정, 또는, 웨브 롤로부터 웨브를 연속해서 풀어내는 웨브 풀림 공정을 의미한다.

본 발명의 웨브 롤의 제조방법에 있어서, 상기 웨브는 폴리에스테르필름인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 섬유구조체의 신축성은 다음과 같이 정의된다. 섬유구조체를, 길이 120㎜×폭 120㎜의 정사각형으로 재단하여 신축성을 평가하는 샘플 시트를 제작한다. 얻어진 샘플 시트를 수평으로 두고, 샘플 시트에 장력이 작용하지 않는 상태(무장력상태)에서, 샘플 시트의 대향하는 2변을 전체폭에 걸쳐 각각 바이스로 균일하게, 또한, 실험 중에 미끄러지지 않도록 파지한다. 이 때, 바이스에 의해 파지되지 않은 부분의 길이가 100㎜로 되도록 바이스로 파지한다. 이 상태에서, 2변의 대향하는 방향(장력방향)으로, 속도가 결과에 영향을 주지 않을 정도로 충분히 천천히, 바이스를 이동시켜, 샘플 시트에 장력을 건다. 그 결과, 샘플 시트가, 파단되는 일없이 11O㎜ 이상으로 펴지고, 또한, 11O㎜까지 편 후에, 1㎜/초의 속도로 장력방향의 반대방향으로 바이스를 이동시키고, 샘플 시트에 작용하고 있는 장력을 해방시켜서, 다시 무장력의 상태로 되돌린 경우에, 바이스에 의해 파지되어 있지 않은 부분의 장력을 건 방향에 있어서의 간격을 100㎜ 내지 105㎜의 범위로 복원할 경우, 상기 섬유구조체는, 상기 장력방향에 있어서, 신축성을 갖는 것으로 평가된다.

샘플 시트는, 회전 롤러 본체의 외주면을 피복할 때에, 회전 롤러 본체의 회전중심축을 따른 방향이 샘플 시트의 길이방향, 회전 롤러 본체의 회전방향을 따른 방향이 샘플 시트의 폭방향이 되도록 제작된다. 길이방향에 있어서 신축성이 확인되었을 때에, 상기 섬유구조체는 신축성을 갖는 것으로 평가된다.

또한, 상기 실험은, 온도 25℃, 상대습도 40%의 대기중에서 행하는 것을 원칙으로 한다. 단, 롤러의 사용상태가 이것과 동떨어져 있는 것이 명확한 경우에는, 사용상태에 있어서의 온도, 습도 그 외의 환경하에서 행하는 것으로 한다. 또한, 섬유구조체를 상기 치수로 절단할 수 없을 경우 등 적절하게 실험할 수 없는 경우에는, 실험가능한 치수로 절단하고, 장력방향의 치수에 관해서 상기 수치를 비례시켜 평가한다.

일방향에 있어서만 신축성이 확인되는 섬유구조체를 본 발명에 말하는 섬유구조체로서 이용하는 경우에는, 신축성이 확인되는 방향이 회전 롤러 본체의 회전중심축 방향에 가깝게 하여 이용한다. 직교하는 2방향에 있어서，모두 신축성이 확인되는 섬유구조체가 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 섬유구조체는, 천연섬유 또는 화학섬유로 구성된 직물, 편물, 부직포 등의 직물의 총칭이다. 편물은 대부분의 경우, 본 발명에 말하는 신축성을 갖는 섬유구조체이다. 직물 및 부직포는 신축성을 갖지 않는 것이 많다. 그러나, 신축성을 갖는 탄성사 혹은 그것을 포함하는 사조로 형성된 직물 및 부직포는, 신축성을 갖고, 본 발명에 말하는 신축성을 갖는 섬유구조체로서 이용하는 것이 가능한 경우가 있다.

본 발명에 있어서, 통형상의 직물은, 적어도 양단을 제외한 내측부분이 통형상인 직물을 말한다. 직물로서, 편물을 예로 들면, 통형상의 편물로서, 시트상의 편물을 봉제 그 외의 방법으로 통형상으로 한 것이나, 통형상으로 편성기에 의해 편성된 통형상의 편물, 즉, 심리스한 통형상의 편물이 있다.

본 발명에 있어서, 외측 포위체는, 회전 롤러 본체의 적어도 측면을 거의 덮어 둘러싸는 1 혹은 2이상의 부재로 이루어지는 구조물을 말한다.

본 발명에 있어서의 섬유구조체를 형성하는 탄성사는 다음과 같이 정의된다. 섬유구조체에 이용하는 사조를 길이 120㎜로 절단하고, 샘플 사조를 작성한다. 얻어진 샘플 사조를 수평방향으로 두고, 샘플 사조에 장력이 작용하지 않는 상태(무장력상태)에서, 샘플 사조의 양단을 바이스로 파지한다. 이 때, 바이스로 파지되어 있지 않은 부분의 길이가 1OO㎜로 되도록 바이스로 파지한다. 이 상태에서, 샘플 사조의 길이방향(장력방향)으로, 속도가 결과에 영향을 주지 않을 정도로 충분히 천천히, 바이스를 이동시켜, 샘플 사조에 장력을 건다. 그 결과, 샘플 사조가, 파단되는 일없이 11O㎜ 이상으로 펴지고, 또한, 110㎜까지 편 후에, 1㎜/초의 속도로 장력방향의 반대방향으로 바이스를 이동시키고, 샘플 사조에 작용하고 있는 장력을 해방시켜서, 다시 무장력의 상태로 되돌린 경우에, 바이스에 의해 파지되어 있지 않은 부분의 장력을 건 방향에 있어서의 간격을 100㎜ 내지 105㎜의 범위로 복원할 경우, 상기 사조는 탄성사인 것으로 평가된다.

또한, 상기 실험은, 온도 25℃, 상대습도 40%의 대기중에서 행하는 것을 원칙으로 한다. 단, 롤러의 사용상태가 이것과 동떨어져 있는 것이 명확한 경우에는, 사용상태에 있어서의 온도, 습도 그 외의 환경하에서 행하는 것으로 한다. 또한, 사조를 상기 치수로 절단할 수 없는 경우 등 적절하게 실험할 수 없는 경우에는, 실험가능한 길이로 절단하고, 장력방향의 길이에 관해서 상기 수치를 비례시켜 평가한다.

본 발명이 있어서, 탄성사로 이루어지는 통형상 편물을 섬유구조체로서 사용하면, 롤러 외주면의 섬유구조체의 롤러 회전중심축 방향 길이가 가장 짧은 부분과 가장 긴 부분의 길이의 차, 즉, 섬유구조체의 폭확대량을 크게 되어도, 회전에 필요한 토크를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 롤러에 접촉해서 주행하는 웨브의 마찰력만으로, 회전 롤러 본체를 회전시키는 것이 가능하게 되는 경우도 있다. 이 경우, 구동설비 등의 대규모의 설비를 위한 많은 액수의 비용이나 작업 공정수를 소비하는 일없이, 주름 스트레칭 효과를 보다 크게 발현시킬 수 있게 된다.

본 발명에 있어서는, 섬유구조체를 롤러 표면에 이용하므로, 사조의 종류의 자유도가 높다. 또한, 섬유구조체의 사용은, 웨브의 흠집 방지 효과에 추가로, 종래의 고무의 봉형상체에 비해서, 경시열화에 의한 마찰계수의 변화를 적게 할 수 있다는 효과를 초래한다. 그 결과, 장기에 걸쳐, 거의 동등한 주름 스트레칭 효과가 유지된다.

<발명의 효과>

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서는, 웨브의 주름 스트레칭 수단으로서, 신축성을 갖는 섬유구조체가 이용된다. 섬유구조체에 의해, 이것에 접촉하여 주행하는 웨브의 폭방향으로 웨브의 주름 스트레칭 작용이 부여된다. 이 주름 스트레칭 작용은, 섬유구조체에 의한 것이므로, 주름 스트레칭에는 충분하지만, 웨브에 흠집을 발생시키는 것이 실질적으로 없다.

도 1은, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러의 일형태의 개략 사시도이다.

도 2는, 일반적인 플라스틱필름의 제조공정을 설명하기 위한 플로우 도면이다.

도 3은, 본 발명의 주름 스트레칭용 롤러를 압접 롤러로서 이용한 경우의 필름 권취장치의 개략 횡단면도이다.

도 4는, 도 1에 나타낸 본 발명의 주름 스트레칭용 롤러의 종단면도이다.

도 5는, 최대 폭확대 위치와 웨브 품기(hover over) 각의 관계를 설명하기 위한 횡단면도이다.

도 6은, 섬유구조체의 길이방향의 신축성 평가방법을 설명하기 위한 평면도이다.

도 7은, 섬유구조체의 폭방향의 신축성 평가방법을 설명하기 위한 평면도이다.

도 8은, 마찰계수측정용 샘플 시트의 작성방법을 설명하기 위한 평면도이다.

도 9는, 섬유구조체와 롤러 셸 사이의 마찰계수 측정방법을 설명하기 위한 횡단면도이다.

도 10은, 섬유구조체와 주름 스트레칭 대상이 되는 웨브 사이의 마찰계수 측 정방법을 설명하기 위한 횡단면도이다.

도 11은, 섬유구조체의 신축을 모델화한 가속시험에 이용하는 샘플편의 평면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 주름 스트레칭용 롤러 11 : 축

12 : 회전 롤러 본체 13 : 외주면

14 : 섬유구조체 15 : 신축수단

21 : 시트 성형 캡 22 : 냉각 드럼

23 : 필름 24 : 연신장치

25 : 필름 26a,26b : 반송롤러

27 : 권취장치 28 : 필름 롤(웨브 롤)

29 : 압접 롤러 30 : 중간제품

31 : 필름 32a,32b : 반송 롤

33 : 슬리터 34 : 권취장치

35 : 필름 롤(웨브 롤) 36 : 압접 롤러

37 : 플라스틱필름 38 : 필름 롤(웨브 롤)

41 : 롤러 셸 42 : 환상 부재

43 : 볼 베어링 44 : 폴리에스테르필름(웨브)

45 : 경사 칼라 46 : 볼 베어링

47 : 경사 칼라 지지부재 51 : 최대 폭확대 위치

52 : 최대 수축위치 53 : 웨브

61 : 샘플 시트 62a,62b : 양단부

63a,63b : 화살표 64 : 화살표

71 : 샘플 시트 72a,72b : 양단부

73a,73b : 화살표 74 : 화살표

81 : 샘플 시트 82a,82b : 구멍

83a,83b : 고정판 84 : 테스트 피스

91 : 측정장치 92 : 추

93 : 스프링 저울 101 : 측정장치

102 : 추 103 : 스프링 저울

104 : 테스트 피스.

본 발명의 일실시형태를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은, 이 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

이 실시형태는, 본 발명의 주름 스트레칭용 롤러를 이용한 플라스틱필름 롤의 제조장치에 관한 것이며, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명된다.

도 1은, 본 발명의 주름 스트레칭용 롤러의 개략 사시도이다. 도 1에 있어서, 주름 스트레칭용 롤러(1)는, 축(11)에 지지된 회전 롤러 본체(12)와, 회전 롤러 본체(12)의 외주면(13)을 피복하는 섬유구조체(14)와, 섬유구조체(14)를 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축 방향으로 신축시키는 신축수단(15)으로 이루어진다. 또한, 회전 롤러 본체(12)는, 축(11)에 대하여 회전가능하게 지지되어 있어도 되고, 또는, 축(11)에 고정되고 지지되어, 축(11)이 회전축으로 되어 있어도 된다. 어떻든 간에, 이 실시형태에서는, 축(11)의 중심축이, 회전중심축으로 된다.

회전 롤러 본체(12)의 외주면(13)과 섬유구조체(14)는, 실질적으로 동일 속도로 회전가능하게 접촉하고 있다. 도 1에 나타내어지는 주름 스트레칭용 롤러(1)의 하측위치(16)에서 섬유구조체(14)가 신축수단(15)에 의해 펴지고, 상측위치(17)에서 섬유구조체(14)가 신축수단(15)에 의해 수축된다. 신축수단(15)에 의해, 섬유구조체(14)가, 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축 방향으로 신축할 수 있게 함으로써, 섬유구조체(14)에 접촉해서 이동하는 웨브(도시 생략)에 폭방향의 장력이 부여된다. 이것에 의해, 웨브에의 주름의 발생이 방지되거나, 또는, 웨브에 발생한 주름이 펴진다.

섬유구조체(14)로서는, 천연섬유나 화학합성섬유로 이루어지는 직물, 편물, 부직포 등의 직물 중, 신축성을 갖는 것이 사용된다. 평편성, 리브 편성, 펄 편성 등의 편물은, 메시 자체의 변형에 의해 신축성이 발현된다. 평직물, 능직물 등의 직물 및 부직포는 신축성이 모자란 것이 많지만, 탄성사 혹은 이것을 포함하는 사조로 이루어지는 직물 및 부직포는 신축성을 갖는다.

섬유구조체(14)는, 회전 롤러 본체(12)의 외주면(13)을 피복하는 상태, 즉, 통형상의 상태에서, 주름 스트레칭용 롤러(1)를 형성한다. 이 통형상의 섬유구조체(14)는, 1장 혹은 복수장의 직물의 일변과 그 대변끼리를, 접착, 또는 봉제 등으로, 서로 연결시킴으로써 작성된다. 이 통형상의 섬유구조체(14)는 회전 롤러 본 체(12) 및 신축수단(15)에 씌워지고, 섬유구조체(14)의 양단부는 좌우의 신축수단(15)에 고정된다.

통형상의 섬유구조체(14)의 직물의 연결눈 부분이, 웨브 품질이나 주름 스트레칭 효과에 악영향을 줄 경우가 있다. 그 경우는, 연결눈 없음, 즉, 심리스의 통형상의 직물을 섬유구조체(14)로서 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 섬유구조체로서는, 심리스의 통형상의 편물이 특히 바람직하다.

폴리아미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 신축성이 모자란 섬유로 이루어지는 편물은, 메시 자체의 변형에 의한 신축성을 갖으므로, 섬유구조체(14)로서 이용된다. 그러나, 탄성사 혹은 이것을 포함하는 사조로 이루어지는 편물은, 작은 힘으로 크게 변형시킬 수 있으므로, 회전에 필요한 토크가 대폭적으로 증가하는 일없이 폭확대량을 보다 크게 설정할 수 있기 때문에, 섬유구조체(14)로서, 보다 바람직하게 이용된다. 또한, 이 편물은, 보다 큰 유연성을 갖으므로, 섬유구조체(14)로서, 보다 바람직하게 이용된다.

탄성사로서는, 예컨대, 폴리트리메틸렌 글리콜 가공 실이나 폴리우레탄섬유가 이용된다. 그 중에서도, 신장이나 복원성이 우수한 폴리우레탄섬유가 바람직하게 이용된다. 폴리우레탄섬유는, 마모에 약하기 때문에, 싱글 커버드 얀, 더블 커버드 얀, 코어 스펀 얀 등의 다층구조실의 형태로 이용되는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 최표층의 커버 얀이, 제조하는 웨브와의 대전상성(帶電相性)이 좋은 재료(마찰대전이 발생하기 어려운 재료)로 이루어지는 실인 것이 바람직하다. 심사에 폴리우레탄섬유가 이용되고, 커버 얀이 웨브와의 마찰대전이 발생하기 어려운 재료 로 이루어지는 커버드 얀은, 대전에 의한 정전기가 초래하는 웨브의 결점을 방지하는 것을 가능하게 한다. 예컨대, 웨브가 폴리에스테르필름일 경우에는, 폴리에스테르 실을 커버 얀으로서 사용하는 것이 바람직하다.

섬유구조체(14)를 형성하는 섬유의 섬도는, 30데니어(33데시텍스) 내지 450데니어(500데시텍스)가 바람직하다. 본 발명자들의 지견에서는, 가느다란 섬유를 이용한 쪽이, 웨브에 발생하는 흠집을 방지하는 효과가 높게 되는 것을 알고 있다. 그러나, 가느다란 섬유를 이용한 섬유구조체(14)는, 파괴되기 쉬운 등 강도면의 문제가 있다. 강도도 고려하면, 섬유구조체(14)를 형성하는 섬유의 섬도는, 100데니어(111데시텍스) 내지 250데니어(278데시텍스)인 것이 보다 바람직하다. 상술한 커버드 얀을 이용하는 경우, 심사가, 60데니어(66데시텍스) 내지 200데니어(222데시텍스), 커버 얀이, 30데니어(33데시텍스) 내지 100데니어(111데시텍스)인 것이 바람직하다. 이 경우, 실 강도와 웨브의 흠집 방지 효과를 양립시킬 수 있다.

주름 스트레칭 효과를 보다 높이기 위해서는, 대상이 되는 웨브와 섬유구조체(14) 사이의 정지마찰계수는, 높은 쪽이 바람직하다. 그러나, 정지마찰계수가 너무 지나치게 높으면, 필요 이상으로 웨브가 폭방향으로의 장력을 받는 상태로 되어, 웨브에 흠집을 초래할 경우가 있다. 이 때문에, 본 발명자들의 지견에 의하면, 정지마찰계수는 0.3 내지 0.7인 것이 보다 바람직하다.

회전 롤러 본체(12)의 외주면(13)의 재질은 특별히 한정은 되지 않는다. 예컨대, 금속이여도 좋고, 수지이여도 좋고, 고무이여도 된다. 단, 섬유구조체(14)가, 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축 방향으로 부드럽게 신축하기 위해서는, 섬유 구조체(14)와 외주면(13) 사이의 정지마찰계수가 낮은 것이 바람직하다. 통상, 이 정지마찰계수는, 0.4 이하이면, 문제 없이 원하는 기능이 달성된다. 정지마찰계수가, 이 범위가 되도록, 외주면(13)의 재질, 표면 거칠기가 선택되는 것이 바람직하다.

섬유구조체(14)와 롤러 외주면(13) 사이의 정지마찰계수의 측정에는, 도 8에 나타내어지는 샘플 시트가 이용되고, 측정은, 도 9에 나타내어지는 측정장치에 의해 행해진다. 회전 롤러 본체(12)의 외주면(13)을 피복하는 섬유구조체(14)의 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축 방향이, 섬유구조체(14)의 길이방향으로 정의된다. 섬유구조체(14)로부터, 길이 350㎜, 폭 50㎜의 샘플 시트(81)가, 재단되어, 작성된다. 샘플 시트(81)의 길이방향은 섬유구조체(14)의 길이방향과 일치한다. 샘플 시트(81)의 길이방향의 양단부에, 추나 스프링 저울이 부착되는 구멍(82a,82b)을 갖는 고정판(83a,83b)이, 각각 부착된다. 고정판(83a,83b)은, 폭방향에 균일하게, 또한, 미끄러지지 않도록, 예컨대, 볼트 체결에 의해, 샘플 시트(81)에 부착된다. 이들 고정판(83a,83b)이 부착된 샘플 시트(81)는, 정지마찰계수 측정용 테스트 피스(84)로서, 측정장치에 제공된다.

측정장치(91)는 도 9에 나타내어진다. 측정장치(91)는, 회전하지 않도록 지지된 회전 롤러 본체(12), 추(92), 및, 스프링 저울(93)로 이루어진다. 정지마찰계수의 측정은, 회전하지 않도록 지지되어 있는 회전 롤러 본체(12)의 외주면(13)에, 그 원주방향으로 180°에 걸쳐서, 테스트 피스(84)를 감겨진다. 이 테스트 피스(84)의 한쪽의 고정판(83b)의 구멍(82b)에, 추(92)가 부착된다. 추(92)의 무게 는, 고정판(83b)의 무게와 추(92)의 무게의 합계가, 100g이 되도록 선정되어 있다. 테스트 피스(84)의 다른쪽의 고정판(83a)의 구멍(82a)에, 스프링 저울(93)이 부착된다.

측정은, 스프링 저울(93)의 하부가 파지되면서 하측방향으로, 속도가 결과에 영향을 주지 않을 정도로 충분히 천천히, 화살표(94)로 나타내어지는 바와 같이 이동하게 함으로써 행해진다. 테스트 피스(84)가 움직이기 시작할 때의 하중이, 스프링 저울(93)에 의해 측정된다. 다음 식(i)에 의해, 정지마찰계수가 구해진다.

μ=ln(T2/T1)/Φ (i)

여기서, μ는 정지마찰계수, T1은 추(92)에 의해 발생하는 장력(여기서는, 100gf(0.98N)), T2는 스프링 저울(93)로 측정한 하중, Φ는 테스트 피스(84)의 감기 각도(여기서는, πrad), ln은 자연대수를 나타낸다. 또한, 측정은, 회전 롤 본체(12)의 외주면의 둘레 길이를 6분(分)한 길이마다, 회전 롤 본체(12)의 회전중심축 방향의 양단을 제외한 5개소에서 행해진다. 하중(T2)은, 각 측정에 의해 얻어지는 하중의 평균치이다.

회전 롤러 본체(12)에 장착된 상태에 있어서의 섬유구조체(14)와 웨브 사이의 정지마찰계수의 측정도, 상기 섬유구조체(14)와 회전 롤러 본체(12)의 외주면(13) 사이의 정지마찰계수의 측정과 유사한 방법으로 행해진다. 상기 테스트 피스(84)에 있어서의 섬유구조체(14)로 이루어지는 샘플 시트(81) 대신에, 웨브의 반송공정에 있어서 섬유구조체(14)에 접촉하는 웨브로부터, 도 8의 테스트 피스(84)와 마찬가지인 테스트 피스(104)가 제작된다.

측정장치(101)는 도 10에 나타내어진다. 측정장치(101)는, 회전하지 않도록 지지된 회전 롤러 본체(12), 이 회전 롤러 본체(12)의 외주면(13)을 피복하여 장착된 섬유구조체(14), 추(102), 및, 스프링 저울(103)로 이루어진다. 섬유구조체(14)는, 도 10에 있어서, 최대 폭확대 위치가 회전 롤러 본체(12)의 연직방향 상방에 위치하도록 회전 롤러 본체(12)에 장착된다.

측정은, 도 10에 있어서, 섬유구조체(14)에 감겨진 테스트 피스(104)에 의해 행해진다. 테스트 피스(104)의 섬유구조체(14)로의 감기 각도, 및, 그 이후의 측정 순서는, 도 9를 이용하여 설명된 상술한 감기 각도, 및, 측정 순서와 동일하다. 또한, 사용하는 웨브가 명확하지 않을 때에는, 폴리에스테르필름이며 두께 30㎛인 것이 이용된다. 구체적으로는, 도레이(주) 제작 폴리에스테르필름 「루미라」S10타입이며, 두께 30㎛인 것이 이용된다.

이상의 정지마찰계수의 측정의 설명에 있어서는, 도 8에 나타내어지는 바와 같이, 길이 350㎜의 샘플 시트(81)가 이용되었지만, 회전 롤 본체(12)의 직경이 150㎜를 초과할 경우 등, 이 길이에서는 측정이 곤란한 경우에는, 적절하게 길이를 변경해도 좋다. 또한, 샘플 시트(81)의 무게가 상대적으로 무거울 때에는, 그 영향을 무시될 수 있을 정도로 추(92)의 무게를 수정해도 좋다. 상기 정지마찰계수의 측정은, 온도 25℃, 상대습도 40%의 대기중에서 행해지는 것을 원칙으로 한다. 그러나, 회전 롤러 본체(12)의 공정에 있어서의 사용상태가 이것과 동떨어져 있는 것이 명확한 경우에는, 상기 정지마찰계수의 측정은, 회전 롤러 본체(12)의 사용상태에 있어서의 온도, 습도, 그 밖의 환경하에서 행해진다.

신축수단(15)은, 섬유구조체(14)를 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축 방향으로 신축시키는 것이 가능한 구조이면, 어떤 수단이여도 상관없다. 예컨대, 원주궤도 상에 복수의 액추에이터를 배치하고, 그 액추에이터가 섬유구조체(14)의 양단을 파지하고, 웨브 반송속도와 동기 회전하면서 섬유구조체(14)를 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축 방향으로 신축시키는 기구로 이루어지는 신축수단이어도 된다. 또한, 회전중심축 방향의 양 외측에 배치된 회전중심축이 대하여 경사진 회전축에 관해서 회전가능한 경사 칼라로 이루어지는 신축수단이어도 된다. 구조가 단순한 것, 동력이 불필요하거나 미소한 동력으로 끝내는 것, 회전 동기가 얻기 쉬운 것 등 때문에, 신축수단으로서, 경사 칼라 방식이 바람직하게 이용된다.

경사 칼라의 경사각은, 그 설정이 임의로 변경 가능한 것이 바람직하다. 이렇게 구성함으로써, 주름 스트레칭 대상인 웨브의 두께나 폭, 장력에 따라, 경사각을 변경할 수 있고, 주름 스트레칭 효과를 적절하게 조정할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서는, 웨브에 접촉하는 섬유구조체(14)가 사용된다. 이 섬유구조체(14)는, 그 표면이 신축성을 갖기 때문에, 웨브에의 접촉이 소프트하고, 공정 도중에 있어서 이물이 개재된 경우, 이물이 웨브에 강하게 눌려지는 것이 방지되어, 웨브 표면에의 손상이 발생되기 어렵다. 섬유구조체(14)는, 다른 수단에 비해 경량이고, 또한, 웨브에 대하여 적절한 마찰을 갖도록 선정하는 것이 용이하다. 이 경우, 회전에 요하는 토크가 작고, 웨브와의 속도차가 생기기 어려운 것 때문에, 미끄럼에 의해 웨브 표면에의 손상을 주는 일도 적다. 섬유구조체(14)는, 일반적으로, 통기성을 갖는다. 따라서, 플라스틱필름 등의 웨브와 롤러 사이에 공기가 들어가도, 그대로 머물지 않고 도망치기 쉽다. 그 때문에, 웨브와 섬유구조체(14)의 밀착성을 높게 유지할 수 있고, 균일한, 또한, 적절한 마찰이, 양자 간에 안정되게 유지된다. 이러한 특성 때문에, 플라스틱필름의 제조용의 권취공정에 이용되는 반송롤러로서, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가 사용될 경우, 반송롤러에 종전부터 설치되어 있던 공기 릴리프를 위한 홈이, 불필요하게 되는 경우가 있다.

도 5는, 주름 스트레칭용 롤러(1)에 있어서의 섬유구조체(14)의 최대 폭확대 위치와 웨브(53)의 섬유구조체(14)에의 품기 각의 관계를 설명하는 횡단면도이다. 도 5에 있어서, 최대 폭확대 위치(51)는, 신축수단(15)에 의해 섬유구조체(14)가 최대한 스트레칭되는 회전방향에 있어서의 위치이고, 최대 수축위치(52)는, 신축수단(15)에 의해 섬유구조체(14)가 최대한 줄어드는 회전방향에 있어서의 위치이다. 웨브(53)의 품기 각(θ)은, 30°이상인 것이 바람직하다. 주름 스트레칭 효과를 보다 높게 발현되게 하기 위해서는, 품기 각(θ)은, 120°이상, 폭확대 각도 β이하인 것이 보다 바람직하다. 여기에서, 폭확대 각도 β는, 회전축에 직교하는 평면에 있어서, 회전중심축과 최대 폭확대 위치(51)와 최대 수축위치(52)가 이루는 각도이다. 신축수단(15)에 경사 칼라가 이용되는 방식에서는, 폭확대 각도 β는, 통상, 180°이며, 신축수단(15)에 액추에이터가 이용되는 방식에서는, 폭확대 각도 β는, 통상, 임의의 각도로 할 수 있다. 설치 각도 α는, 회전중심축에 직교하는 평면에 있어서, 회전중심축과 최대 폭확대 위치(51)와 웨브(53)가 섬유구조체(14)로부터 멀어지는 포인트가 하는 각도이다. 일단 폭이 넓혀진 웨브(53)가 줄어들지 않게 하 기 위해서는, 설치 각도 α는, 0°이상인 것이 바람직하지만, -45°이상이면 실용상 문제가 없는 것도 많다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러는, 웨브에 있어서의 흠집 발생 방지 효과가 높으므로, 흠집에 관해서 품질 요구가 엄격한 웨브, 예컨대, 광학용도의 플라스틱필름의 제조장치에 바람직하게 이용된다.

도 2는, 일반적인 플라스틱필름의 제조공정의 개략도이다. 열가소성수지의 용융 폴리머가, 시트 성형 캡(21)으로부터 연속적으로 시트상으로 밀어내진다. 밀어내진 용융 시트는, 냉각 드럼(22)에 접촉하고, 냉각되어서 고화한 필름(23)으로 된다. 필름(23)은, 연신장치(24)에 연속해서 도입된다. 필름(23)은, 연신장치(24)에 있어서, 길이방향과 폭방향으로 연신된다. 연신된 필름(25)은, 반송롤러(26a,26b)에 의해 권취장치(27)에 반송되고, 권취장치(27)에 있어서, 롤형상으로 감겨진다. 롤형상으로 감겨진 필름은, 필름 롤(웨브 롤)(28)을 형성한다. 권취장치(27)에는, 필름 롤(28)의 형성을 양호하게 하기 위해서, 형성 중인 필름 롤(28)에 대하여 소정의 압력으로 접촉하는 회전 접압(接壓) 롤러(29)가 장착되어 있다.

제조된 필름 롤(28)은, 그 상태에서 제품으로서 출시될 경우도 있지만, 제조된 필름 롤(28)의 폭이 길이가 긴 경우에는, 통상, 중간제품(30)으로서, 슬릿 공정에 공급된다.

슬릿 공정에 있어서, 중간제품(30)으로부터 연속해서 인출된 필름(31)은, 반송 롤(32a,32b)에 의해 반송되어, 슬리터(33)에 이른다. 슬리터(33)에 있어서, 필름(31)은, 소정의 폭으로 슬릿되어, 복수 개의 필름이 된다. 복수개의 필름 각각 은, 각각의 권취장치(34)에 의해 감겨지고, 최종제품으로서의 필름 롤(웨브 롤)(35)을 형성한다. 권취장치(34)에는, 필름 롤(35)의 형성을 양호하게 하기 위해서, 형성 중인 필름 롤(35)에 대하여 소정의 압력으로 접촉하는 회전 접압 롤러(36)가 장착되어 있다.

도 2에 나타내어지는 필름 롤의 제조공정에 있어서의 반송 롤(26a,26b,32a,32b)로서, 필요에 따라, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가, 사용된다. 또한, 회전 접압 롤러(29,36)로서, 필요에 따라, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가, 사용된다.

필름 롤(28) 혹은 필름 롤(35)은, 진공증착장치 등이 감압된 분위기에 있어서, 소정의 처리를 받는 공정에 공급되는 경우가 있다. 이 공정에 있어서, 필름 롤(28,35)로부터 인출된 필름이, 반송 롤에 의해 반송되고, 소정의 처리를 받은 후, 감겨진다. 이 공정에 있어서, 필름의 주름 스트레칭이 필요한 경우가 있다. 이 공정에 있어서, 예컨대, 밴딩 타입의 익스팬더 롤러로 이루어지는 종래의 주름 스트레칭 수단이 적용되는 경우, 롤러 표면과 필름 사이에 진입하는 수반(隨伴) 기류의 영향이, 대기중에서의 경우에 비해 매우 작아진다. 이 경우, 롤러와 필름 사이의 마찰계수가 커진다. 이 마찰계수의 증대가 야기하는 필름의 흠집의 발생을 방지하기 위해서는, 롤의 회전속도를 정밀하게 조정하는 것이 필요하다. 또한, 필름의 폭방향으로 과잉의 장력이 발현되기 쉽고, 그 때문에, 필름이 손상을 받기 쉽다.

이에 대하여, 감압된 분위기에 놓여지는 공정에 있어서의 주름 스트레칭 수단으로서, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가 사용되는 경우에는, 섬유구조 체의 신축성이나 유연성에 의해, 미소한 속도차가 흡수되어 상대 속도차가 생기기 어렵고, 또한, 필름의 폭방향으로 생기는 과잉의 장력은 섬유구조체의 미소 변형에 의해 흡수되기 때문에, 상기 종래의 주름 스트레칭 수단에 있어서와 같은 문제는 생기지 않는다.

도 3은, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러를 압접 롤러로서 이용한 필름 권취장치의 횡단면도이다. 반송되어 오는 플라스틱필름(37)을 롤형상으로 필름 롤(웨브 롤)(38)로서 권취할 때, 회전 롤러 본체(12)와 회전 롤러 본체(12)의 외주면(13)을 피복하는 섬유구조체(14)와 신축수단(15)으로 이루어지는 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)를 필름 롤(38)에 압접하여, 필름 롤(38)이 형성된다.

도 2에 나타내어지는 플라스틱필름의 제조공정에 있어서, 권취장치(27), 또는, 권취장치(34)에, 압접 롤러(29), 또는, 접압 롤러(36)를 장비하고, 압접 롤러(29,36)에 의해 필름 롤(28,35)에 접촉압력을 부여하면서 필름(25,31)을 권취하는 필름 권취장치에 있어서는, 도 3에 나타내어지는 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러를 압접 롤러(29,36)에 이용함으로써, 주름이 펴진 필름이 파지되지 않고 주행하는 프리 패스 길이를 짧게 할 수 있다. 그 때문에, 주름이 펴진 필름에 다시 느슨해짐이 발생하여, 이것에 의해, 다시 필름에 주름이 발생하는 것이 방지된다.

실시예1

도 1에 나타내어지는 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)를 제작하였다. 상세한 구조는 도 4에 나타내어진다. 도 4는, 본 발명의 주름 스트레칭용 롤러(1)의 일례의 종단면도이다.

회전 롤러 본체(12)는, 길이 1m, 외경 80㎜의 탄소섬유 강화플라스틱제 롤러 셸(41)과, 셸(41)의 내측의 양단에 부착된 셸(41)을 지지하는 환상 부재(42)와, 환상 부재(42)의 내측에 부착된 볼 베어링(43)과, 볼 베어링(43)이 부착된 금속제의 고정축(11)으로 이루어진다. 롤러 셸(41)의 표면은, 콘테미네이션 방지 및 슬라이딩 용이성 향상의 관점에서, 우레탄계 수지를 베이스로 한 도료에 의해 도장되어 있다.

70데니어(78데시텍스)의 폴리우레탄사를 심사에, 75데니어(83데시텍스)의 폴리에스테르 실을 커버 얀에 이용한 싱글 커버드 얀의 탄성사(오페론텍스(주) 제작 「LYCRA」SCY S775D)를 이용하여, 통형상으로 짠 심리스의 둥근 편성 생기(生機)를 작성했다. 편성 구조는 리브 편성을 채용했다. 원형 편성 생기의 단위면적당 무게는 125g/㎡으로 하였다. 신축성을 더욱 올리기 위해서, 원형 편성 생기를 100℃의 열탕에서 30분간 열처리했다. 이렇게 해서 제작한 원형 편성 생기(이하, 실시예1의 원형 편성 생기라고 함)를 섬유구조체(14)로서 이용하였다. 섬유구조체(14)의 양단을 잡아당겨서, 150N의 장력을 건 상태에서, 롤러 셸(41)의 외주면(13)에 장착하였다.

섬유구조체(14)의 길이방향의 신축성을 측정하기 위해서, 상기 열처리를 한 원형 편성 생기로부터, 길이 120㎜, 폭 100㎜의 샘플 시트를 3장, 재단에 의해 작성했다. 샘플 시트(61)의 평면도가, 도 6에 나타내어진다. 샘플 시트(61)를, 폭을 따르는 방향의 양단부(62a,62b)에 있어서 바이스에 의해 파지하고, 화살표(63a,63b)로 나타내어지는 방향으로 장력을 걸고, 길이방향(화살표(64)로 나타내 어지는 방향)에 대한 전술한 신축성의 평가를 행하였다. 모든 샘플 시트(61)에 대해서, 장력 해방 후의 치수를 102㎜ 내지 104㎜로 복원하고, 신축성이 있는 것이 확인되었다.

섬유구조체(14)의 폭방향의 신축성을 측정하기 위해서, 상기 열처리한 원형 편성 생기로부터, 길이 80㎜, 폭 100㎜의 샘플 시트를 3장, 재단에 의해 작성했다. 샘플 시트(71)의 평면도가 도 7에 나타내어진다. 샘플 시트(71)를, 길이를 따르는 방향의 양단부(72a,72b)에 있어서 바이스에 의해 파지하고, 화살표(73a,73b)로 나타내어지는 방향으로 장력을 걸고, 폭방향(화살표(74)로 나타내어지는 방향)에 대한 전술한 신축성의 평가를 행하였다. 이 평가 테스트에 있어서, 수평으로 둔 샘플 시트(71)를 길이방향의 2변을 폭방향으로 80㎜의 간격을 비워두고서 전체폭에 걸쳐 각각 바이스로 균일하게 파지하여, 화살표(73a,73b)로 나타내어지는 폭방향으로 장력을 걸어, 88㎜에 스트레칭한 후, 1㎜/초의 속도로 단축했을 때에, 얼마의 길이로 복원할지를, 1장 1회씩 준비한 3장의 샘플 시트(71)에 대해서 측정해서 평가했다. 모든 샘플 시트(71)에 대해서, 장력 해방 후의 치수를 82㎜ 내지 84㎜로 복원하고, 신축성이 있는 것이 확인되었다.

섬유구조체(14)와 롤러 셸(41)의 표면 사이의 정지마찰계수, 및, 섬유구조체(14)와 폴리에스테르필름(웨브)(44) 사이의 정지마찰계수는, 상기에 있어서, 도 8 내지 도 10을 이용하여 설명한 방법으로 측정했다. 샘플 시트는, 도레이(주) 제작 폴리에스테르필름 「루미라」C21타입이며 두께 3㎛인 필름으로부터 재단에 의해, 상기 양자의 정지마찰계수 측정용으로서, 각각 3장 준비했다. 섬유구조체(14) 와 롤러 셸(41)의 표면 사이의 정지마찰계수를 3장의 샘플 시트에 대해서 측정한 결과는, 0.15 내지 0.24이었다. 섬유구조체(14)와 폴리에스테르필름(44) 사이의 마찰계수를 3장의 샘플 시트에 대해서 측정한 결과는, 0.43 내지 0.52이었다. 이들 값은, 상술한 바람직한 값의 범위에 있는 것이 확인되었다.

신축수단(15)은, 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축에 대하여 경사진 회전중심축을 갖는 환상의 경사 칼라(45)와, 경사 칼라(45)의 내측에 부착된 볼 베어링(46)과, 외주에 볼 베어링(46)을 부착되고, 내주가 축(11)에 고정된 경사 칼라 지지부재(47)로 이루어진다. 경사 칼라(45)는, 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축 방향 외측에 있어서, 회전 롤러 본체(12)의 단부로부터 25㎜의 클리어런스를 두어서, 축(11)에, 볼 베어링(46)과 경사 칼라 지지부재(47)를 개재하여, 부착되어 있다. 이 클리어런스는, 경사 칼라(45)의 가장 롤러 셸(41)의 단부에 가까운 위치와 롤러 셸(41)의 단부 사이의 거리이다.

회전 롤러 본체(12)에 씌워진 섬유구조체(14)의 양단부는, 좌우의 경사 칼라(45)에 의해, 각각 파지된다. 경사 칼라(45)의 회전중심축의 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축에 대한 경사각도(이하, 경사 칼라의 경사각도라고 함)는, 단계적으로 조절가능한 구조로 되어 있다. 본 실시예에서는, 경사 칼라의 경사각도는, 15°로 하였다.

여기서 작성된 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)를, 2축 연신된 폴리에스테르필름의 슬릿 공정에 있어서의 권취장치(34)의 압접 롤러(36) 바로앞에 설치한 주름 스트레칭용 롤러(도시 생략)로서 이용하였다. 이용한 주름 스트레칭 롤러(1)는, 축(11)이 회전 구동되지 않는 형식, 즉, 프리 롤러 형식으로 하였다.

2축 연신된 폴리에스테르필름(31)이, 섬유구조체(14)에 접촉해서 반송되었을 때, 섬유구조체(14), 경사 칼라(45), 및, 회전 롤러 본체(12)(롤러 셸(41))가, 거의 동기해서 종동 회전한다. 이 회전에 의해서, 섬유구조체(14)가, 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축 방향으로 신축한다. 이 신축에 의해, 폴리에스테르필름(31)에 폭방향의 장력이 부여된다. 필름(31)의 품기 각(θ)이, 140°로 되도록 필름 패스 라인을 구성하고, 설치 각도 α는 0°, 폭확대 각도 β는 180°로 하였다.

이렇게 구성한 슬릿 공정을 이용하여, 두께 3㎛, 폭 600㎜의 2축 연신된 폴리에스테르필름(도레이(주) 제작 폴리에스테르필름 「루미라」C21타입)의 권취 테스트를 실시하였다.

테스트 방법은, 슬릿 공정의 반송롤러(32a,32b)에 두께 0.2㎜인 테이프를 붙이고, 국부적으로 단차를 형성함으로써 필름(31)에 주름을 발생시켜, 권취 장력 30N/m, 권취 속도 200m/min으로 권취하고, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러의 적용 전후에 있어서의 필름 롤(35)에의 주름의 혼입을 비교하는 것으로 하였다.

테스트의 결과, 주름 스트레칭용 롤러를 이용하지 않는 경우에는, 반송롤러(32a,32b)에서 발생한 주름이 필름 롤(35)에 그대로 권취되지만, 본 실시예의 주름 스트레칭용 롤러가 이용되고 있는 경우에는, 반송롤러(32a,32b)에서 발생한 주름은 제거된 상태에서 필름 롤(35)이 형성되는 것이 확인되었다. 또한, 필름 롤(35)의 필름에 흠집의 발생이 없는 것도 확인되었다.

실시예2

실시예1과 마찬가지로, 도 1에 나타내어지는 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)를 제작하였다. 상세한 구조는, 실시예1과 마찬가지이며, 도 4에 나타내어지는 바와 같다.

실시예1과 마찬가지인 롤러 셸(41)의 표면의 도장에서는, 장기간의 사용으로, 섬유구조체(14)와 슬라이딩하는 롤러 셸(41)의 양단부분에 있어서, 도포막의 마모가 확인되었기 때문에, 본 실시예에서는, 롤러 셸(41)의 표면의 도장을 하드 크롬 도금으로 변경하였다. 하드 크롬 도금은, 실시예1의 도장에 비해서 내마모성이 높아, 콘테미네이션 방지 효과 및 슬라이딩 용이성을 보다 장기간 유지할 수 있다.

140데니어(156데시텍스)의 폴리우레탄사를 심사에, 75데니어(83데시텍스)의 폴리에스테르 실을 커버 얀에 이용한 싱글 커버드 얀의 탄성사(오페론 텍스(주) 제작 「LYCRA」SCY S1475D)를 이용하여, 통형상으로 짠 심리스의 원형 편성 생기를 작성했다. 편성 구조는 리브 편성을 채용했다. 원형 편성 생기의 단위면적의 무게는 130g/㎡으로 하였다. 신축성을 더욱 올리기 위해서, 원형 편성 생기를 100℃의 열탕에서 30분간 열처리했다. 이렇게 해서 제작한 원형 편성 생기(이하, 실시예2의 원형 편성 생기라고 함)를 섬유구조체(14)로서 이용하였다. 섬유구조체(14)의 양단을 잡아당겨서, 210N의 장력을 건 상태에서, 롤러 셸(41)의 외주면(13)에 장착하였다.

실시예2의 원형 편성 생기는, 롤러에 장착한 섬유구조체의 신축을 모델화한 가속시험에 있어서, 섬유가 파단될 때까지의 반복 신축 회수가, 실시예1의 생기에 비하여, 약 4배이었다. 즉, 섬유의 파단점이 1개 확인될 때까지의 반복 회수가, 실시예1의 원형 편성 생기에서는, 약 15,000회이었던 것에 대해, 실시예2의 원형 편성 생기에서는 약 60,000회이었다. 이것은, 실시예2의 원형 편성 생기쪽이, 실시예1의 원형 편성 생기보다, 사용 수명이 긴 것을 의미한다.

이 가속시험은 이하의 방법으로 행하였다. 원형 편성 생기의 길이방향을 길이방향, 원주방향을 폭방향으로 하여, 무장력상태에서, 폭 20㎜, 길이 70㎜인 샘플편을 잘라낸다. 다음으로, 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 샘플편(111)의 길이방향의 양단부 10㎜와 폭방향의 중앙부의 10㎜의 정사각형(112a,112b)의 범위를 확실히 파지하고, 샘플편(111)의 한쪽의 측단부를 고정하고, 샘플편(111)의 다른쪽의 측단부를, 주파수 10㎐에서 왕복 진동시켰다. 진동의 스트로크 범위는, 양단 고정 부분의 간격이 50㎜~190㎜로 되는 범위로 설정하였다. 즉, 장력 0인 자연 길이의 1배 내지 3.8배의 범위에서 신축시켰다. 또한, 본 실시예의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)에 장착된 섬유구조체(14)에 있어서는, 2.0배 내지 2.3배의 범위에서 신축한다.

여기서 작성된 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)를, 2축 연신된 폴리에스테르필름의 슬릿 공정에 있어서의 권취장치(34)의 압접 롤러(36) 바로앞에 설치한 주름 스트레칭용 롤러(도시 생략)로서 이용하였다. 이용한 주름 스트레칭용 롤러(1)는, 축(11)이 회전 구동되지 않는 형식, 즉, 프리 롤러 형식으로 하였다. 필름(31)의 품기 각(θ)이, 140°로 되도록 필름 패스 라인을 구성하고, 설치 각도 α는 0°, 폭확대 각도 β는 180°로 하였다. 경사 칼라(45)의 경사각도는 15°로 하였다.

이렇게 구성한 슬릿 공정을 이용하여, 두께 3㎛, 폭 600㎜의 2축 연신된 폴리에스테르필름(도레이(주) 제작 폴리에스테르필름 「루미라」C21타입)의 권취 테스트를, 실시예1의 경우와 마찬가지로 하여, 실시하였다.

실시예3

실시예1과 동일 구성의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)를, 2축 연신된 폴리프로필렌 필름의 슬릿 공정에 있어서의 권취장치(34)의 압접 롤러(36) 바로앞에 설치한 주름 스트레칭용 롤러(도시 생략)로서 이용하였다. 이용한 주름 스트레칭용 롤러(1)는, 축(11)이 회전 구동되지 않는 형식, 즉, 프리 롤러 형식으로 하였다. 필름(31)의 품기 각(θ)이, 140°로 되도록 필름 패스 라인을 구성하고, 설치 각도 α는 0°, 폭확대 각도 β는 180°로 하였다. 경사 칼라(45)의 경사각도는 8°로 하였다.

이렇게 구성한 슬릿 공정을 이용하여, 두께 3㎛, 폭 600㎜의 2축 연신된 폴리프로필렌 필름(도레이(주) 제작 폴리프로필렌 필름 「토레판」#2172타입)의 권취 테스트를, 실시예1의 경우와 마찬가지로 하여, 실시하였다.

테스트의 결과, 주름 스트레칭용 롤러를 이용하지 않는 경우에는, 반송롤 러(32a,32b)에서 발생한 주름이 필름 롤(35)에 그대로 권취되지만, 본 실시예의 주름 스트레칭용 롤러가 이용되고 있는 경우에는, 반송롤러(32a,32b)에서 발생한 주름은 제거된 상태에서 필름 롤(35)이 형성되는 것이 확인되었다. 또한, 필름 롤(35)의 필름에 흠집의 발생이 없는 것도 확인되었다.

실시예4

실시예1과 마찬가지로, 도 1에 나타내어지는 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)를 제작하였다. 상세한 구조는, 실시예1과 마찬가지이며, 도 4에 나타내어지는 바와 같다. 회전 롤러 본체(12)는, 길이 2,800㎜, 외경 110㎜의 탄소섬유 강화플라스틱제 롤러 셸(41)과, 셸(41)의 내측의 양단에 부착된 셸(41)을 지지하는 환상 부재(42)와, 환상 부재(42)의 내측에 부착된 볼 베어링(43)과, 볼 베어링(43)이 부착된 금속제의 고정축(11)으로 이루어진다. 롤러 셸(41)의 표면에는, 표면의 내마모성, 슬라이딩 용이성 향상, 콘테미네이션 방지 등의 관점에서, 하드 크롬 도금을 실시하였다.

섬유구조체(14)는, 실시예1에서 이용한 것으로 하였다. 섬유구조체(14)의 양단을, 150N의 장력으로 잡아당겨서, 롤러 셸(41)의 외주면(13)에 장착하였다.

신축수단(15)으로서, 실시예1과 마찬가지의 경사 칼라(45)를 이용하였다. 경사 칼라(45)는, 회전 롤러 본체(12)의 회전중심축 방향 외측에 있어서, 회전 롤러 본체(12)의 단부로부터 25㎜의 클리어런스를 두고, 축(11)에, 볼 베어링(46)과 경사 칼라 지지부재(47)를 개재하여, 부착되어 있다. 이 클리어런스는, 경사 칼라(45)의 가장 롤러 셸(41)의 단부에 가까운 위치와 롤러 셸(41)의 단부 사이의 거 리이다.

이렇게 구성한 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)에 있어서는, 양단의 신축수단(15)에 의해 주어지는 섬유구조체(14)의 변위가, 섬유구조체(14)의 전체에는 미치치 않고, 섬유구조체(14)의 양단부의 700㎜ 정도 범위에 있어서만 신축하는 것에 지나지 않지만, 실험의 결과, 중앙부의 주름 스트레칭 효과도 있는 것이 확인되었다. 즉, 중앙부를 굳이 신축시키지 않아도, 웨브를 그 양단부에 있어서 충분히 잡아당겨 스트레칭할 수 있으면, 원하는 주름 스트레칭 효과가 얻어지는 것이 판명되었다.

이렇게 구성한 웨브의 주름 스트레칭용 롤러(1)를, 2축 연신 폴리에스테르필름 제조장치에 있어서의 권취장치(27)의 압접 롤러(29) 바로앞에 설치한 주름 스트레칭용 롤러(도시 생략)로서 이용하였다. 이용한 주름 스트레칭용 롤러(1)는, 축(11)이 회전 구동되지 않는 형식, 즉, 프리 롤러 형식으로 하였다.

2축 연신된 폴리에스테르필름(25)이, 섬유구조체(14)에 접촉해서 반송되었을 때, 섬유구조체(14), 경사 칼라(45), 및, 회전 롤러 본체(12)(롤러 셸(41))가, 거의 동기해서 종동 회전한다. 이 회전에 의해, 섬유구조체(14)가, 회전 롤러 본 체(12)의 회전중심축 방향으로 신축한다. 이 신축에 의해, 2축 연신된 폴리에스테르필름(25)에 폭방향의 장력이 부여된다. 필름(25)의 품기 각(θ)이, 120°로 되도록 필름 패스 라인을 구성하고, 설치 각도 α는 0°, 폭확대 각도 β는 180°로 하였다.

이렇게 구성한 필름의 권취공정을 이용하여, 두께 3㎛, 폭 2,400㎜의 2축 연신된 폴리에스테르필름(도레이(주) 제작 폴리에스테르필름 「루미라」C10타입)의 권취 테스트를 실시하였다. 권취 조건으로서, 권취 장력 30N/m, 권취 속도 200m/min을 채용했다.

본 실시예의 주름 스트레칭용 롤러(1)를 이용하지 않는 경우에는, 주름이 발생하여 불합격으로 되는 필름 롤(28)이 30%정도 발생하였다. 본 실시예의 주름 스트레칭용 롤러를 이용한 경우에는, 주름에 의한 불합격률이 0%로 되었다. 또한, 필름 롤(28)의 필름에 흠집의 발생이 없는 것도 확인되었다.

본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러에 있어서는, 웨브의 주름 스트레칭 수단으로서, 신축성을 갖는 섬유구조체가 이용된다. 섬유구조체에 의해, 이것에 접촉해서 주행하는 웨브의 폭방향으로 웨브의 주름 스트레칭 작용이 부여된다. 이 주름 스트레칭 작용은, 섬유구조체에 의한 것이기 때문에, 주름 스트레칭에는 충분하지만, 웨브에 흠집을 발생시키는 것이 실질적으로 없다. 이를 위해, 본 발명의 웨브의 주름 스트레칭용 롤러는, 플라스틱필름의 제조공정에 있어서의 주름 스트레칭용 롤러로서, 바람직하게 이용된다. 특히, 흠집의 발생을 싫어하는 웨브, 예컨대, 광학용도의 플라스틱필름의 제조공정에 있어서 이용되는 주름 스트레칭용 롤러로서, 최적이다.

Claims

회전 롤러 본체와, 그 회전 롤러 본체의 외주면을 피복하는 신축성을 갖는 섬유구조체와, 그 섬유구조체를 상기 회전 롤러 본체의 회전중심축 방향으로 신축시키는 신축수단을 구비한 것을 특징으로 하는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.
제1항에 있어서, 상기 섬유구조체는 통형상의 직물인 것을 특징으로 하는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.
제2항에 있어서, 상기 통형상의 직물은 심리스인 것을 특징으로 하는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.
제2항에 있어서, 상기 통형상의 직물은 탄성사 혹은 그것을 포함하는 사조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.
제2항에 있어서, 상기 통형상의 직물은 편물인 것을 특징으로 하는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.
제5항에 있어서, 상기 편물은 탄성사 혹은 그것을 포함하는 사조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.
제5항에 있어서, 상기 편물은 심리스인 것을 특징으로 하는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.
제1항에 있어서, 상기 신축수단이, 상기 회전 롤러 본체의 회전중심축 방향 양 외측에 배치되고, 상기 회전중심축에 대하여 경사진 회전중심축에 관해서 회전가능한 경사 칼라로 이루어지고, 그 경사 칼라에, 상기 섬유구조체의 단부가 파지되고, 상기 섬유구조체와 상기 경사 칼라에 의해 상기 회전 롤러 본체를 포위하는 외측 포위체가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.
제8항에 있어서, 상기 섬유구조체와 상기 웨브 사이의 정지마찰계수는 0.3 내지 0.7이고, 상기 섬유구조체와 상기 회전 롤러 본체 사이의 정지마찰계수는 0.4 이하인 것을 특징으로 하는 웨브의 주름 스트레칭용 롤러.
웨브를 연속해서 공급하는 웨브 공급장치와 그 공급장치로부터 연속해서 공급되는 웨브를 반송하는 웨브 반송장치와 그 반송장치에 의해 연속해서 반송되는 웨브를 연속해서 롤 형태로 권취하는 웨브 권취장치로 이루어지는 웨브 롤의 제조장치에 있어서, 적어도 상기 반송장치의 1개소 이상에, 제1항에 기재된 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨브 롤의 제조장 치.
제10항에 있어서, 상기 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가, 상기 웨브 권취장치에 있어서 형성되는 웨브 롤의 표면에 압접 가능하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨브 롤의 제조장치.
웨브를 연속해서 공급하는 웨브 공급공정, 그 공급공정으로부터 연속해서 공급되는 웨브를 연속해서 반송하는 웨브 반송공정, 그 반송공정에서 연속해서 반송되는 웨브를 연속해서 롤 형태로 권취하는 웨브 권취공정으로 이루어지는 웨브 롤의 제조방법에 있어서, 적어도 상기 웨브 반송공정의 1개소 이상에, 제1항에 기재된 웨브의 주름 스트레칭용 롤러가 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨브 롤의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 웨브는 폴리에스테르필름인 것을 특징으로 하는 웨브 롤의 제조방법.