KR20200021513A - 컨택트롤(contact roller) - Google Patents

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Abstract

실시형태의 컨택트롤은 원통형의 고무롤본체와 고무롤본체의 표면에 나선형으로 마련된 2개의 홈군집들과, 나선형고무층과, 표면고무층을 구비한다. 2개의 홈군집들은 긴쪽방향 중앙부를 경계로 서로 역방향으로 선회하면서 배열되어 있다. 나선형고무층은 2개의 홈군집들 내부에 설치되어 그 경도는 고무롤본체의 경도보다도 낮다. 표면고무층은 고무롤본체 표면을 피복하며, 그 경도는 고무롤본체의 경도보다도 낮다. 고무롤본체에 대응하는 표면고무층 표면의 닙(Nip)압력은 나선형고무층에 대응하는 표면고무층 표면의 닙(Nip)압력보다 높다.

Description

컨택트롤(CONTACT ROLLER)
본 발명은 컨택트롤에 관한 것이다.
종이나 플라스틱제의 필름의 제조 현장에서 제조된 필름은 최종적으로 권취롤에 의해 감겨 두루마리 상태로 보관된다. 권취롤로 필름을 감는 경우 필름에 주름이 발생하며 또한 감긴 필름 사이에 공기가 들어가 공기층이 형성된다. 이러한 감기는 필름에 대한 주름발생, 필름 사이에 대한 공기층 형성을 막기 위해 권취롤에 필름을 압착시키기 위한 컨택트롤이 이용된다. 그러나 컨택트롤로 권취롤에 필름을 압착하는 것 만으로는 주름발생, 공기층 형성을 충분히 방지할 수 없다.
이러한 점으로 인하여 특허문헌 1에는 원통형의 고무롤본체와 고무롤본체표면에 설치되어 해당 고무롤본체의 긴쪽방향 중앙에 대하여 서로 반대쪽을 향하여 선회하는 나선형의 홈과 해당 홈 내에 고무롤본체표면과 단차가 없도록 충전되어, 고무롤본체 보다 경도가 낮은 고무층(나선형고무층)을 구비한 고무롤(컨택트롤)이 개시되어 있다. 홈 내에 충전한 나선형고무층은 고무롤본체 보다 낮은 경도를 가지고, 높은 마찰계수를 가진다. 이를 위해, 권취롤과 고무롤 사이에 끼워지는 필름에 대한 나선형고무층의 그립력이 고무롤본체에 비해 높아진다. 또한, 나선형고무층은 고무롤본체의 긴쪽방향 중앙을 경계로 서로 반대쪽을 향하여 선회하는 나선형의 홈에 충전되어 있다. 이를위해, 나선형고무층과 고무롤본체의 닙(Nip)압력의 차이에 따라 고무롤의 좌우끝을 향하는 장력이 발생한다. 따라서 특허문헌 1에 기재된 고무롤을 필름을 사이에 끼운 상태로 권취롤에 압착시켜 고무롤을 예를 들면 시계방향으로, 권취롤을 반시계방향으로 회전시켜서, 필름을 권취롤로 감을 때 필름의 주름 발생 및 필름 사이에 대한 공기층 형성을 상기 장력에 의해 방지할 수 있다.
일본 특허 공개번호 제2014－109293호
최근 필름의 박막화 및 권취롤의 고속회전에 의한 필름의 생산성의 향상이 요구되고 있다. 이러한 상황 하에서 특허문헌 1에 기재된 고무롤을 적용하여 두루마리를 만들면 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 고무롤을 필름을 사이에 끼운 상태에서 권취롤에 압착시키면 필름은 고무롤본체 및 그 보다 마찰력이 큰 나선형고무층의 양쪽에 직접 접촉한다. 이를위해, 고무롤본체와 나선형고무층과의 경계에서 그들 사이의 닙(Nip)압력의 차이 (마찰력의 차이) 및 미묘한 단차로 인한 장력변동이 발생한다. 그 결과, 필름이 박막화 되어, 권취롤이 고속회전 되면, 상기 고무롤본체와 나선형고무층의 경계에서의 장력변동의 영향이 커져서 필름표면에 상처가 발생한다.
본 발명은 필름을 박막화하여, 권취롤을 고속회전시켜도 필름에 대한 주름발생 및 필름 사이에 대한 공기층 형성을 방지할 수 있는 것은 물론이며 필름표면에 대한 상처 발생을 방지하는 것이 가능한 컨택트롤을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태에 따른 컨택트롤은 필름을 권취롤로 감을 때에 필름을 권취롤에 압착하기 위해서 사용된다. 해당 컨택트롤은 원통형의 고무롤본체와 고무롤본체의 표면에 마련된 2개의 홈군집들과 나선형고무층과 표면고무층을 구비한다. 2개의 홈군집들은 고무롤본체의 표면에 고무롤본체의 긴쪽방향 중앙부에서 임의의 간격을 두고 나선형으로 설치되어 긴쪽방향 중앙부를 경계로 하여 서로 역방향으로 선회하면서 배열되어 있다. 나선형고무층은 2개의 홈군집들 내부에 각기 설치되어 상기 고무롤본체의 경도보다도 낮은 경도를 가진다. 표면고무층은 나선형고무층을 포함하는 고무롤본체표면을 피복하고 있다. 표면고무층은 고무롤본체의 경도보다도 낮은 경도를 가진다. 고무롤본체에 대응하는 표면고무층의 표면에서의 닙(Nip)압력은 나선형고무층에 대응하는 표면고무층 표면에서의 닙(Nip)압력보다 높다.
본 발명에 의하면 필름을 박막화 하고, 권취롤을 고속회전하여도 필름에 대한 주름발생 및 필름 사이에 대한 공기층 형성을 방지할 수 있는 것은 물론, 필름표면에 대한 상처 발생을 방지할 수 있으며, 권취롤에 필름이 감기는 밀도, 필름의 폭 방향의 치수 정밀도 및 필름의 품질을 향상시킨 컨택트롤을 제공할 수 있다.
도 1은 실시형태의 컨택트롤의 일례를 도시한 사시도이다.
도 2는 실시형태의 컨택트롤의 일례의 단면을 도시한 요부 개략 단면도다.
도 3은 실시형태의 컨택트롤의 일례의 고무롤본체 및 나선형고무층을 전개한 도면이다.
도 4는 실시형태의 컨택트롤을 제조하는 공정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 5는 실시형태의 컨택트롤 사용 시의 모습의 일례를 도시한 사시도이다.
이하, 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 도면은 모식적인 것이며 정확한 축척은 아니다.
도 1은 실시형태에 따른 컨택트롤의 일례를 나타내는 사시도이다.
컨택트롤(1)은 필름을 권취롤로 감을 때, 필름을 권취롤에 압착하기 위해서 이용된다.
컨택트롤(1)은 심봉(2)과 고무롤본체(3)와 2개의 홈군집들(61，62)과 나선형고무층(4)과 표면고무층(5)을 구비한다. 심봉(2)은 고무롤본체(3)에 삽입되는 회전축(21)과 해당 회전축(21) 및 고무롤본체(3)의 사이에 실장되는 슬리브(22)를 구비한다. 슬리브(22)는 고무롤본체(3)를 지지하고, 회전축(21)은 슬리브(22)와 고무롤본체(3)를 지지하며 또한 슬리브(22)와 고무롤본체(3)를 회전시킨다. 컨택트롤(1)은 고무롤본체(3)와 심봉(2)의 사이에, 추가적으로 밑감기층(도시는 생략함)을 구비해 놓아도 무방하다. 밑감기층의 재료는, 예를 들면, 에보나이트, FRP, 고무, 수지, 또는 이들의 조합 등인 것이 바람직하다.
고무롤본체(3)의 표면에는 홈(6a 내지 6c) 및 홈(6d 내지 6f)를 각기 포함하는 2개의 홈군집들(61，62)이 설치되어 있다. 2개의 홈군집들(61，62)은 고무롤본체(3)의 긴쪽방향 중앙부에서 임의의 간격을 두고 나선형으로 설치되어 긴쪽방향 중앙부를 경계로 하여 서로 역방향으로 선회하면서 배열되어 있다. 해당 홈군집들(61，62)의 각각에, 나선형고무층(4)이 충전되어 설치되어 있다. 나선형고무층(4)은 고무롤본체(3)의 경도보다도 낮은 경도를 가진다. 표면고무층(5)은 나선형고무층(4)을 포함하는 고무롤본체(3)의 표면을 덮도록 설치되어 있다. 표면고무층(5)은 고무롤본체(3)의 경도보다도 낮은 경도를 가진다. 고무롤본체(3)에 대응하는, 즉 고무롤본체(3)에 접촉하는 표면고무층(5)의 표면에서의 닙(Nip)압력은 나선형고무층(4)에 대응하는, 즉 나선형고무층(4)에 접촉하는 표면고무층(5) 표면에서의 닙(Nip)압력 보다 높다.
본 명세서에서의 닙(Nip)압력이란, 실시형태의 컨택트롤 사용 시에, 해당 컨택트롤을 필름을 사이에 끼운 상태에서 권취롤에 압착시켰을 때에 발생하는, 필름과 컨택트롤과의 접촉면에 걸리는 압력을 가리킨다. 이 압력은 컨택트롤이 필름을 누르는 압력과 필름의 컨택트롤에 대한 반발력에 의해 발생한다.
전술한 고무롤본체(3)에 접촉하는 표면고무층(5)의 표면의 닙(Nip)압력이 나선형고무층(4)에 접촉하는 표면고무층(5)의 표면과의 닙(Nip)압력보다 높은 요인을 설명한다. 해당 요인은 1) 고무롤본체(3)의 경도가 표면고무층(5) 및 나선형고무층(4)의 경도보다도 높은 것, 및 2) 나선형고무층(4)의 두께와 표면고무층(5)의 두께의 관계이다.
이하, 1) 및 2)에 대해서 설명한다.
1) 고무롤본체(3)의 경도가 표면고무층(5) 및 나선형고무층(4)의 경도보다도 높은 것
고무롤본체(3)의 경도는 컨택트롤(1)을 권취롤에 압착시켰을 때, 컨택트롤(1)의 권취롤에 접촉되어 있는 면이 0.05mm~0.1mm 정도 움푹 들어가 컨택트롤(1) 표면의 임의의 면적이 필름과 접촉하는 정도로 하는 것이 바람직하다. 그와 같은 경도의 상한은, 예를 들면 철의 탄성률의 1/10정도이며, JISA경도로 100° 미만으로 하는 것이 바람직하다. 고무롤본체(3)의 경도의 하한은 JISA경도로 80°로 하는 것이 바람직하다. 고무롤본체(3)의 경도를 JISA경도 80°미만으로 하면, 권취롤로 감을 때에 필름 사이에서 공기를 외부로 밀어내는 효율이 저하될 우려가 있다.
나선형고무층(4)의 경도 및 표면고무층(5)의 경도는 고무롤본체(3)의 경도와 차이가 있으면 된다. JISA경도를 적용한 경도차는, 예를 들면, 15°~60°인 것이 바람직하다. 경도차를 15° 미만으로 하면, 고무롤본체(3)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면 및 나선형고무층(4)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면과의 사이의 닙(Nip)압력의 차가 충분히 나타나도록 하기가 어려워진다. 경도차가 60°를 넘으면, 외압에 의한 변형의 차가 너무 커져서, 홈 구조의 파괴나, 롤 수명의 단축을 초래할 우려가 있다.
나선형고무층(4) 및 표면고무층(5)의 경도는 서로 동일하거나, 또는 상이해도 된다. 상이한 경우에는 표면고무층(5)의 경도를 나선형고무층(4)의 경도보다 높게 하는 것이 바람직하다.
이러한 경도를 가지는 고무롤본체(3), 나선형고무층(4) 및 표면고무층(5)의 재료는, 예를 들면, 고무 또는 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 고무는, 예를 들면, 아크릴로니트로부타디엔고무(NBR), 클로로프렌고무(CR), 클로로술폰화폴리에틸렌고무(CSM), 에틸렌프로필렌고무(EPDM), 부틸고무(IIR), 실리콘고무(Q), 불소고무(FQM), 우레탄고무(U) 또는 이들 중 어느 하나의 혼합물을 들 수 있다. 수지는 우레탄수지, 에폭시수지, 요소수지 또는 이들 중 어느 하나의 혼합물을 들 수 있다. 고무롤본체(3), 나선형고무층(4) 및 표면고무층(5)의 재료는 각기 상기 경도차의 조건을 만족하는 재료를 선택하면 된다. 예를 들면, 나선형고무층(4)과 표면고무층(5)은 동일한 경도를 가지는 동일한 재료로 만들어도 된다. 고무롤본체(3) 및 나선형고무층(4)이 모두 상기 경도차를 가지는 클로로프렌고무로 만들어지는 경우, 서로 양호하게 접착할 수 있기 때문에 바람직하다.
2) 나선형고무층(4)의 두께와 표면고무층(5)의 두께의 관계
이 관계에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 컨택트롤(1)의 나선형고무층(4)에 대하여 직교하도록 절단한 요부 개략 단면도다.
나선형고무층(4)의 두께 ｔ2는 3mm 이상, 보다 바람직하게는 4mm 이상 10mm 이하로 하는 것이 좋다. 두께 ｔ2를 3mm 미만으로 하면, 고무롤본체(3)와 나선형고무층(4)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면의 닙(Nip)압력의 차를 충분히 나타나도록 하기가 어려워진다.
표면고무층(5)의 두께 ｔ3은, 예를 들면, 6mm 미만으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 두께 ｔ3은 5mm 이하다. 더욱 바람직한 두께 ｔ3은 2mm 이하다. 표면고무층(5)의 두께 ｔ3을 6mm 미만으로 함으로써, 고무롤본체(3)와 나선형고무층(4)의 경도의 차가 표면고무층(5)의 표면에 닙(Nip)압력차로서 나타나도록 할 수 있다. 두께 ｔ3은 얇으면 얇을수록 고무롤본체(3)와 나선형고무층(4)의 경도의 차를 보다 현저하게 표면고무층(5)의 표면에 나타나도록 할 수 있다. 그러나 두께 ｔ3을 1mm 미만으로 하면, 마모 등으로 인하여 표면고무층(5)이 파손될 우려가 있다.
표면고무층(5)의 두께 ｔ3는 나선형고무층(4)의 두께 ｔ2보다도 얇은 것이 바람직하다.
따라서, 전술한 2개의 요인을 적정하게 조합하여 선택함으로써, 고무롤본체(3)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면에서의 닙(Nip)압력을 나선형고무층(4)에 접촉하는 표면고무층(5)의 표면에서의 닙(Nip)압력보다 높은 수치로 만들 수 있다. 그 결과, 자세하게는 후술하겠지만, 닙(Nip)압력의 차가 표면고무층의 표면의 마찰력의 차로서 나타난다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이 실시형태의 컨택트롤(1)을 필름을 사이에 끼운 상태에서 권취롤에 압착시켜 해당 권취롤로 필름을 감았을 때의 주름 발생 및 감긴 필름 사이에 공기층이 형성되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
아래에 도 1에 도시된 컨택트롤(1)을 구성하는 각 부재에 대해서, 전술한 도 1 및 도 2, 그리고 도 3을 이용하여 자세하게 설명한다. 도 3은 컨택트롤(1)의 고무롤본체(3) 및 나선형고무층(4)을 전개한 것을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 컨택트롤(1)의 심봉(2)은 회전축(21)과 슬리브(22)를 구비한다.
회전축(21)은 필름의 감기 라인에서 사용되는 롤에 이용되는 공지의 축이면 된다. 이와 같은 회전축(21)은, 예를 들면, 금속 또는 탄소섬유복합재료로 만들어진다. 탄소복합재료는, 예를 들면, CFRP 등을 이용할 수 있다. 회전축(21)을 탄소섬유복합재료로 만든 경우, 컨택트롤(1)의 강도를 유지하면서, 전체의 무게를 가볍게 하는 것이 가능하며, 취급이 간단해지기 때문에 바람직하다.
슬리브는, 예를 들면, 금속 또는 탄소섬유복합재료로 만들어진 것이 바람직하다.
또한, 심봉(2)은 슬리브(22)를 구비하지 않아도 된다. 또한, 심봉으로서 슬리브(22)를 이용하여 고무롤본체(3)를 지지하고 컨택트롤(1)을 유통시켜, 유저 측에서 해당 슬리브의 회전축을 장착하여 필름의 제조현장에서 사용하는 경우, 심봉(2)은 회전축을 구비하지 않아도 된다.
고무롤본체(3)는 도2에 도시된 그 두께 ｔ1을 홈의 깊이 d 보다도 두껍게 하면 된다. 이와 같은 두께 ｔ1은, 예를 들면, 5mm~30mm로 할 수 있다.
고무롤본체(3)의 표면에는 나선형의 홈(6a 내지 6c) 및 홈(6d 내지 6f)을 각기 포함하는 2개의 홈군집들(61，62)이 설치되어 있다. 고무롤본체(3)의 긴쪽방향 중앙에서 일방의 끝까지의 사이에 홈(6a 내지 6c)을 포함하는 하나의 홈군집들(61), 긴쪽방향 중앙에서 타방의 끝까지의 사이에 홈(6d 내지 6f)을 포함하는 다른 하나의 홈군집들(62)이 설치되어 있다. 홈군집들(61)과 홈군집들(62)은 컨택트롤(1)의 긴쪽방향 중앙에서 접해 있어도 되며, 혹은 임의의 간격 a(도 3)를 벌려서 배치되어 있어도 된다. 임의의 간격 a는 20mm 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 간격 a는 5mm~15mm 이다. 간격 a가 20mm를 넘으면, 컨택트롤(1)의 긴쪽방향 중앙 부근에 접촉하는 필름의 주름이나 여분의 공기가 제거되지 않을 우려가 있다.
홈군집들(61)에 포함되는 홈 및 홈군집들(62)에 포함되는 홈은 서로 역방향으로 선회하는 나선형의 형상을 가진다. 동일한 홈군집들에 포함되는 각 홈은 각각이 서로 거의 평행한 나선을 이루며 배열되어 있다. 동일한 홈군집들에 포함되는 각 홈 사이의 간격 b(도 2, 도 3)는 해당 컨택트롤(1)이 특정한 주름방지 효과 및/또는 공기를 밀어내는 효과를 발휘하도록, 예를 들면, 후술하는 홈의 폭 w, 고무롤본체(3)의 외경 및 나선형고무층(4)의 경도 등에 따라서 결정된다. 이와 같은 간격 b의 길이는, 예를 들면, 5mm~50mm로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 간격 b는 8mm~20mm이다.
도 2에 도시된 각 홈의 폭 w는 해당 컨택트롤(1)이 주름 방지 효과 및/또는 공기를 밀어내는 효과를 발휘하도록, 예를 들면, 고무롤본체(3)의 외경 및 나선형고무층(4)의 경도 등에 따라서 결정된다. 이와 같은 홈의 폭 w는, 예를 들면, 5mm~30mm로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 폭 w는 8mm~20mm이며, 더욱 바람직하게는 9mm~20mm이다.
도 2에 도시된 홈의 깊이 d는 나선형고무층(4)의 두께 ｔ2에 따라서 결정된다. 홈의 깊이 d는, 예를 들면, 나선형고무층의 두께 ｔ2와 동일하거나, 또는 두께 ｔ2보다도 작다. 이와 같은 홈의 깊이 d는, 예를 들면, 3mm 이상이다.
도 2에는 홈의 단면 형상이 장방형인 것을 도시하였으나, 홈의 단면 형상은, 예를 들면, 역사다리꼴 형상이여도 된다. 홈을 역사다리꼴 형상으로 함으로써, 홈에 나선형고무층(4)을 충전할 때에 홈 내부의 공기가 홈 밖으로 밀려 나가기 쉬워지기 때문에, 나선형고무층(4)과 고무롤본체(3)를 양호하게 접착할 수 있다.
도3에 도시된 홈군집들(61，62)과, 고무롤본체(3)의 긴쪽방향 중앙을 나타내는 보조선 ｘ가 이루는 각도 θ는, 예를 들면, 10°~120°로 하는 것이 바람직하다. 이러한 각도로 함으로써, 주름 방지 효과 및/또는 공기를 밀어내는 효과를 더욱 더 높일 수 있다.
각 홈군집들에 포함되는 홈의 개수는 도 1 내지 도 3에 도시되는 숫자로 한정되는 것은 아니며, 홈은, 예를 들면, 하나의 홈군집들에 대해 1개 내지 12개 설치되어도 된다.
고무롤본체(3)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면은 나선형고무층(4)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면보다도 돌출되어 있어도 된다. 또는 반대로, 나선형고무층(4)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면이, 고무롤본체(3)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면보다도 돌출되어 있어도 된다. 혹은 나선형고무층(4)의 배치와 관계없이, 표면고무층(5)의 표면은 긴쪽방향 중앙부를 경계로 서로 역방향으로 선회하면서 배열되어 있는 나선형의 요부 또는 철부를 가지고 있어도 된다. 이러한 요부 또는 철부의 나선의 선회 방향, 폭, 간격 및 각도는 나선형고무층(4)과 동일한 것이 바람직하다. 이처럼 표면고무층(5)의 표면에 요철이 존재하는 경우, 요부 또는 철부는 표면고무층(5)의 표면보다 0.02mm~0.05mm 들어가 있거나 또는 돌출되어 있는 것이 바람직하다.
나선형고무층(4)을 포함하는 고무롤본체(3)의 표면에 피복되는 표면고무층(5)의 표면의 마찰계수 μ는 0.8 미만인 것이 바람직하다. 마찰계수 μ가 0.5 미만이면, 마찰 저항이 경감되어 필름에 상처가 나지 않고, 또한 표면고무층의 마모 내성이 향상되어 수명이 연장되기 때문에, 더욱 바람직하다. 이러한 마찰계수를 가지는 표면고무층(5)의 표면은 표면거칠기 Ra를 1.0 미만으로 함으로써 실현 가능하다. 표면거칠기 Ra는 0.8 미만이라면 마찰계수가 더욱 낮아지기 때문에 더욱 바람직하다.
고무롤본체(3), 나선형고무층(4) 및 표면고무층(5)은 도전성인 것이 바람직하다. 여기서, 도전성이란 것은 표면저항치가 1013 Ω/cm미만인 것을 말한다. 표면저항치가 이러한 범위의 수치인 경우, 감기는 필름이 대전하여 감기 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 고무롤본체(3), 나선형고무층(4) 및 표면고무층(5)을 도전성으로 만드는 데는 상기 고무 또는 수지재료에 도전재, 예를 들면 탄소분말을 첨가하는 것이 바람직하다.
해당 컨택트롤은 도 4에 도시되는 이하의 방법으로 제조되는 것이 바람직하다.
먼저, S1에서 심봉의 표면을 접착층을 사이에 두고 고무롤본체의 재료로 피복하고, 가황함으로써, 고무롤본체를 작제한다. 다음으로, S2에서 고무롤본체의 표면에 임의의 각도, 폭 및 깊이를 가지는 나선형의 홈을 형성한다. S3에서 해당 홈에 나선형고무층의 재료를 충전하고, 나선형고무층을 형성한다. S3의 공정에서 나선형고무층의 재료가 충전되기 전에, 홈 내에 접착제를 도포하여도 된다. S4의 공정에서 나선형고무층을 포함하는 고무롤본체를 연마하여, 예를 들면, 나선형고무층 표면을 고무롤 본체와 단차가 없는 면으로 만든다. S5에서 나선형고무층을 포함하는 고무롤본체의 표면을 표면고무층의 재료로 피복한다. 그 후에, S6에서 표면고무층을 가황한 후, S7에서 표면고무층의 표면을 연마한다.
이상의 공정을 통해, 필름을 박막화 하여, 권취롤을 고속회전하여도 필름에 대한 주름발생, 필름 사이에 대한 공기층 형성 및 필름표면에 대한 상처 발생을 방지할 수 있는 컨택트롤을 제조할 수 있다.
이상에 설명한 컨택트롤은 다음과 같이 작용한다.
도 5는 실시형태의 컨택트롤의 일례의 사용 시의 모습을 나타내는 사시도이다. 컨택트롤(1)은 필름(7)을 사이에 끼우고 권취롤(8)에 압착되어 (닙(Nip)되어) 배치된다. 필름(7)은, 예를 들면, 플라스틱제 필름, 금속박 또는 종이 등을 들 수 있다. 컨택트롤(1)을 예를 들면 반시계방향으로, 권취롤(8)을 시계방향(화살표로 표시한)으로 회전시키면, 필름(7)은 컨택트롤(1)에 의해 권취롤(8)에 압착되면서 권취롤(8)에 감긴다.
이 때, 나선형고무층(4)의 움직임에 따라, 필름(7)이 좌우의 끝 방향 (흰색 화살표로 표시한)으로 당겨지는 장력이 발생한다. 해당 장력은 이하의 이유로 인하여 발생한다.
컨택트롤(1)을 필름(7)들 사이에 끼우고 권취롤(8)에 압착시켰을 때, 그 고무롤본체(3)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면과 필름과의 접촉면에 가해지는 닙(Nip)압력이, 나선형고무층(4)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면과 필름과의 접촉면에 가해지는 닙(Nip)압력보다도 높다. 접촉면에 가해지는 마찰력은 닙(Nip)압력의 크기에 비례한다. 그 결과, 고무롤본체(3)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면의 마찰력은 나선형고무층(4)에 대응하는 표면고무층(5)의 표면의 마찰력보다도 크다.
컨택트롤(1)의 표면, 즉, 표면고무층(5)의 표면에서는 그 하층의 나선형고무층(4)의 배치에 의해, 닙(Nip)압력(마찰력)이 상이한 영역이 연속적으로 교차되며 생긴다. 또한, 나선형고무층(4)은 컨택트롤(1)의 긴쪽방향 중앙을 경계로 역방향으로 선회하는 나선형을 이룸으로써, 컨택트롤(1)이 회전하면, 필름(7)을 좌우끝으로 잡아당기는 장력이 생긴다.
이 장력에 의해, 필름(7)에 대한 주름 발생이 억제된다. 이것과 동시에, 필름(7)의 사이에 들어간 공기가 좌우의 끝 방향으로 이동되어 배출된다. 따라서, 나선형고무층(4)을 포함하는 고무롤본체(3)표면에 표면고무층(5)을 피복한 상태여도, 고무롤본체(3)와 나선형고무층(4)이 필름(7)에 직접 접촉되어 있는 경우와 마찬가지로 주름 방지 효과 및 공기를 밀어내는 효과를 발휘할 수 있다.
컨택트롤(1)에서 고무롤본체(3) 및 나선형고무층(4)에 추가적으로 표면고무층을 피복함으로써, 평활한 표면고무층(5)의 표면에 필름(7)을 접촉시킬 수 있어, 필름(7)이 나선형고무층(4)을 포함하는 고무롤본체(3)의 표면은 직접 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 그 결과, 배경기술에 기재된 특허문헌 1과 같이 고무롤본체(3)와 나선형고무층(4)과의 경계에서 닙(Nip)압력의 차 및 미묘한 단차로 인한 장력변동으로 고무롤본체(3)와 나선형고무층(4)의 경계로 필름(7)에 상처가 나는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 필름(7)을 박막화하여, 권취롤(8)을 고속회전하여도, 상처발생을 방지한 고품질의 필름을 권취롤에 감을 수 있다.
고무롤본체(3) 및 나선형고무층(4)에 표면고무층을 피복함으로써 생기는 추가적인 효과로서, 고무롤본체(3) 및 나선형고무층(4)의 열화를 방지하는 것이 가능하다. 열화란, 고무롤본체(3) 및 나선형고무층(4)의 금이 가는 현상, 마모, 변형 및/또는 이물질의 부착, 혹은 고무롤본체(3) 및 나선형고무층(4)의 사이에 이물질이 끼는 것 등을 들 수 있다. 또한, 표면고무층(5)의 존재로 인하여, 고무롤본체(3) 및 나선형고무층(4)의 패턴이 필름(7)로 전사되는 것도 방지할 수 있다. 또한, 컨택트롤(1)의 표면에 부재의 경계나 단차가 없기 때문에, 컨택트롤(1) 자체의 청소 등의 품질관리를 보다 간단하게 수행할 수 있다.
이들의 효과를 얻음으로써, 실시형태에 의하면, 필름을 박막화하여, 권취롤을 고속회전하여도 필름에 대한 주름발생 및 필름 사이에 대한 공기층 형성을 방지할 수 있는 것은 물론이고, 필름표면에 대한 상처 발생을 방지할 수 있으며, 권취롤에 필름이 감기는 밀도, 필름의 폭 방향의 치수 정밀도 및 필름의 품질을 향상시킨 컨택트롤을 제공할 수 있다.
［예］
실시형태의 컨택트롤을 작제하여, 사용한 예를 이하에 기재한다.
심봉으로서 CFRP(외경 310mm, 길이 8900mm)를, 고무롤본체로서 특수도전성 CR(표면저항치 106 Ω/cm)로 피복했다. 고무롤본체의 두께는 13mm였다. 고무롤본체의 경도는 JISA경도 98였다. 고무롤본체의 표면에, 폭 10±0.2mm, 깊이 5±0.2mm의 나선형의 홈을 간격을 10±0.2mm 벌려서 12개 설치했다. 해당 홈군집들의 나선의 선회의 각도 θ는 12.66° 였다. 컨택트롤의 긴쪽방향 중앙에 있는 2개의 홈군집들의 간격은 10mm였다. 해당 홈군집들에 나선형고무층으로서 특수도전성 CR(표면저항치 106Ω/cm)을 충전했다. 나선형고무층의 경도는 JISA경도 40~45였다. 나선형고무층을 포함하는 고무롤본체의 표면을 표면고무층으로서 특수도전성 CR(표면저항치 106Ω/cm)로 피복했다. 표면고무층은 두께 2±0.2mm였다. 표면고무층의 경도는 JISA경도 40~45였다. 표면고무층의 표면을 연마하여, 마찰계수 μ＝0.4, 면거칠기 Ra＝0.6이 되도록 KS 처리했다. 최종적인 컨택트롤의 외경은 340mm이었다.
이상과 같이 제조한 컨택트롤을 이용하여 플라스틱제 필름(PET제, 두께 10μm, 폭 8500mm)을 감았다. 감기 속도는 400m/분이었다. 얻어진 필름에는 주름, 상처 및 패턴전사가 확인되지 않았다.
　1…컨택트롤　　2…심봉　　3…고무롤본체
　4…나선형고무층　　5…표면고무층　　6a，6b，6c，6d，6ｅ，6f…홈
　7…필름　　8…권취롤
21…회전축　　22…슬리브　　61，62…홈군집들

Claims (1)

  1. 필름을 권취롤로 감을 때, 상기 필름을 상기 권취롤에 압착시키기 위한 컨택트롤로써,
    원통형의 고무롤본체와,
    상기 고무롤본체의 표면에 상기 고무롤본체의 긴쪽방향 중앙부에서 희망 간격을 두고 설치되어 해당 긴쪽방향 중앙부를 경계로 하여 서로 역방향으로 선회하는 나선형의 2개의 홈군집들과,
    상기 2개의 홈군집들 내부에 각기 설치되어 상기 고무롤본체의 경도보다도 낮은 경도를 가지는 나선형고무층과,
    상기 나선형고무층을 포함하는 상기 고무롤본체의 표면을 덮도록 설치되어 상기 고무롤본체의 경도보다도 낮은 경도를 가지는 표면고무층,
    을 구비하고,
    상기 고무롤본체에 대응하는 상기 표면고무층의 표면에서의 닙(Nip)압력이, 상기 나선형고무층에 대응하는 상기 표면고무층의 표면에서의 닙(Nip)압력보다 높은 것을 특징으로 하는 컨택트롤.
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