KR20220149502A - 롤체 - Google Patents

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KR20220149502A
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Abstract

롤체의 수송이나 보관 시의 주변 환경 온도가 롤체의 제조 시보다 높아졌다고 해도, 텔레스코프 현상의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 롤체를 제공한다. 주변 환경의 영향에 의해 열팽창 또는 열수축하는 권심(卷芯)(1)에 띠상(帶狀)의 웹(2)을 권회(卷回)하여 구성되는 본 발명의 롤체(RB)는, 웹의 두께 방향의 선팽창 계수가, 길이 방향의 선팽창 계수의 60배 ∼ 150배의 범위이며, 권심이 20 × 10-6／K ∼ 100 × 10-6／K의 범위인 선팽창 계수이며 또한 0.2㎬ ∼ 0.5㎬의 범위인 영률을 가지는 것으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

롤체
본 발명은 주변 환경의 영향에 의해 열팽창 또는 열수축하는 권심(卷芯)(코어)에 띠상(帶狀)의 웹을 권회(卷回)하여 구성되는 롤체에 관한 것이다.
이 종류의 롤체를 수송하거나 보관할 경우, 주변 환경의 영향을 받아 권심에 권회된 웹이 축 방향으로 어긋나 그릇상(椀狀) 또는 접시상(皿狀)으로 변형하는 소위 텔레스코프 현상이 발생하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 이러한 텔레스코프 현상은, 권심을 구성하는 플라스틱이나 수지의 흡수성이나 흡습성에 기인한다고 생각되어, 권취체(卷取體)를 포장하여 방습성의 포장 필름으로 수송하거나 보관하는 것이 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 그러나, 권취체를 방습성의 포장 필름으로 포장하는 것만으로는, 텔레스코프 현상의 발생을 효과적으로 억제할 수 없는 경우가 있는 것이 판명되었다.
그래서, 본 발명자는, 예의(銳意) 연구를 거듭하여, 다음의 것을 지견(知見)하기에 이르렀다. 즉, 롤체의 제조 시, 일정한 장력을 가하면서 수지제의 권심에 웹이 권회되지만, 예를 들면, 롤체의 수송이나 보관 시의 주변 환경 온도가 롤체의 제조 시보다 높아짐으로써(＋20℃ ∼ ＋25℃), 롤체가 열팽창했을 경우, 권심의 열팽창과 웹의 두께 방향의 열팽창과의 차에 의해 웹의 권압(卷壓)이 증가하고, 이 증가한 권압의 분산에 기인하여 상기 텔레스코프 현상이 발생하는 것을 지견하기에 이르렀다.
일본 특허공개 2018-58602호 공보
본 발명은 상기 지견에 의거하여 이루어진 것으로, 롤체의 수송이나 보관 시의 주변 환경 온도가 롤체의 제조 시보다 높아졌다고 해도, 텔레스코프 현상의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 롤체를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 주변 환경의 영향에 의해 열팽창 또는 열수축하는 권심에 띠상의 웹을 권회하여 구성되는 본 발명의 롤체는, 웹의 두께 방향의 선팽창 계수가, 길이 방향의 선팽창 계수의 60배 ∼ 150배의 범위이며, 권심이 20 × 10-6／K ∼ 100 × 10-6／K의 범위인 선팽창 계수이며 또한 0.2㎬ ∼ 0.5㎬의 범위인 영률을 가지는 것으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명은, 웹으로서, 5㎜ ∼ 100㎜의 폭을 가지는 폴리이미드 필름을 이용할 경우에 바람직하게 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 웹으로서, 두께 방향의 선팽창 계수가 길이 방향의 선팽창 계수의 60배 ∼ 150배인 것을 이용하고, 권심으로서, 20 × 10-6／K ∼ 100 × 10-6／K의 범위인 선팽창 계수이며 또한 0.2㎬ ∼ 0.5㎬의 범위인 영률을 가지는 것을 이용함으로써, 롤체의 수송이나 보관 시의 주변 환경 온도가 롤체의 제조 시보다 높아졌다고 해도, 권심의 열팽창과 웹의 두께 방향의 열팽창과의 차를 가급적으로 적게 함으로써, 웹의 권압의 증가를 억제할 수 있고, 그 결과로서, 텔레스코프 현상의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 롤체의 실시형태를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 있어서의 텔레스코프 현상의 판정 방법을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서의 텔레스코프 현상의 유무를 나타내는 그래프.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 롤체의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1을 참조하여, RB는 롤체이다. 롤체(RB)는, 통상(筒狀)의 권심(코어)(1)과, 권심(1)에 권회된 띠상의 웹(2)을 구비한다.
웹(2)으로서는, 두께 방향의 선팽창 계수가 길이 방향의 선팽창 계수의 60 ∼ 150배이면 되고, 플라스틱 필름, 플라스틱 필름의 일방의 면에 점착제층이 형성된 것, 그 점착제층의 표면에 박리 필름이 더 마련된 것을 이용할 수 있다. 이러한 플라스틱 필름으로서는, 예를 들면, 폴리이미드 필름이 있다. 또, 웹(2)의 두께는, 예를 들면 30㎛ ∼ 200㎛의 범위로 설정되고, 웹(2)의 길이 방향의 길이는, 예를 들면 100m ∼ 1000m의 범위로 설정된다. 또한, 웹(2)의 폭이 예를 들면 5㎜ ∼ 100㎜의 범위인 경우에, 텔레스코프 현상이 현저하게 나타나기 때문에, 본 발명을 바람직하게 적용할 수 있다. 또, 웹(2)의 두께 방향의 선팽창 계수 및 길이 방향의 선팽창 계수는, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정한다.
권심(1)은, 예를 들면, ABS(아크릴로니트릴부타디엔스티렌) 수지나 HDPE(고밀도 폴리에틸렌) 등의 수지로 구성할 수 있다. 권심(1)의 치수는, 웹(2)의 폭, 길이나 두께, 권취 시의 장력 등에 의해 적절히 설정되고, 예를 들면, 웹(2)의 폭에 상당하는 권심(1)의 길이는 0.005m ∼ 5m의 범위, 외경은 0.5㎝ ∼ 50㎝의 범위, 육후(肉厚)는 1㎜ ∼ 50㎜의 범위로 설정할 수 있다.
그런데, 롤체(RB)의 제조 시, 일정한 장력을 가하면서 권심(1)에 웹(2)이 권회되지만, 예를 들면, 롤체(RB)의 수송이나 보관 시의 주변 환경 온도가 롤체(RB)의 제조 시보다 높아짐으로써(＋20℃ ∼ ＋25℃), 롤체(RB)가 열팽창했을 경우, 권심(1)의 열팽창과 웹(2)의 두께 방향의 열팽창과의 차에 의해 웹(2)의 권압이 증가하고, 이 증가한 권압의 분산에 기인하여 상기 텔레스코프 현상이 발생한다.
본 실시형태에서는, 웹(2)으로서, 두께 방향의 선팽창 계수가 길이 방향의 선팽창 계수의 60배 ∼ 150배인 것을 이용하고, 권심(1)으로서, 20 × 10-6／K ∼ 100 × 10-6／K의 범위인 선팽창 계수이며 또한 0.2㎬ ∼ 0.5㎬의 범위인 영률을 가지는 것을 이용함으로써, 롤체(RB)의 수송이나 보관 시의 주변 환경 온도가 롤체(RB)의 제조 시보다 높아졌다고 해도, 권심(1)의 열팽창과 웹(2)의 두께 방향의 열팽창과의 차를 가급적으로 적게 함으로써, 웹(2)의 권압의 증가를 억제할 수 있고, 그 결과로서, 텔레스코프 현상의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 권심(1)의 선팽창 계수는 40 × 10-6／K ∼ 90 × 10-6／K의 범위가 보다 바람직하고, 권심(1)의 영률은 0.2㎬ ∼ 0.4㎬의 범위가 보다 바람직하다. 또, 롤체(RB)의 제조 시(웹(2) 권취 시)에 있어서의 웹(2)의 권취 속도는 특별히 한정되지 않지만, 통상 1m／min ∼ 100m／min의 범위로 설정되고, 또한, 웹(2)의 권취 장력은 특별히 한정되지 않지만, 통상 1N／m ∼ 300N／m의 범위로 설정된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 대해서, 웹(2)으로서, 두께 25㎛의 폴리이미드 필름의 일방의 면에 아크릴산에스테르 공중합체를 포함하는 점착제층이 두께 8㎛로 형성된 점착 테이프를 이용할 경우를 예로 설명한다. 이 웹(2)의 길이 방향 및 두께 방향의 선팽창 계수를 열기계 분석 장치(NETZSCH Japan K.K. 제조의 「TMA 4000S」)를 이용하여 각각 측정했다. 즉, 일본 공업 규격(JIS K 7197 2012) 「플라스틱의 열기계 분석에 의한 선팽창률 시험 방법」에 준하여, 온도에 대한 열변형을 얻어, 그 기울기로부터 선팽창 계수를 구했다. 길이 방향 측정용 시험편은, 길이 20㎜, 폭 5㎜로 하고, 승온 속도 5℃／min으로 측정했다. 두께 방향 측정용 시험편은, 길이 8㎜, 폭 8㎜, 두께 1㎜로 하고, 승온 속도 1℃／min으로 측정했다. 이와 같이 측정한 두께 방향의 선팽창 계수는 길이 방향의 선팽창 계수의 약 100배였다.
(실시예 1)
본 실시예 1에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 6㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것(Nihon Plastic Co., Ltd. 제조)을 이용했다. 이 권심(1)의 선팽창 계수 α를, 하기 식 (1)로부터 구한 바, 67.8 × 10-6／K였다. 하기 식 (1) 중의 r20℃은, 환경 온도가 20℃일 때의 권심(1)의 반경(외경의 절반)이며, dr／dt는, 환경 온도를 0℃, 10℃, 20℃, 30℃, 40℃로 변화시켰을 때의 권심(1)의 반경을 각각 계측하고, 그들 계측치로부터 얻어지는 직선의 기울기이다.
Figure pct00001
또한, 권심(1)의 영률 E를, 하기 식 (2)로부터 구한 바, 0.4㎬이었다. 하기 식 (2) 중의 Em은 권심 재료(ABS 수지)의 영률이며, v는 포아송비(v＝0.3)이며, r은 권심(1)의 반경(외경)이며, t는 권심(1)의 두께이다. 권심 재료의 영률 Em은, 일본 공업 규격(JIS K 7181 2011) 「플라스틱-압축 특성을 구하는 법」에 준하여, 압축 변형에 대한 압축 응력의 기울기로부터 구했다. 또, 시험편은, 권심(1)으로부터 채취한 길이 50㎜, 폭 10㎜, 두께 4㎜의 판상 재료로 하고, 시험 속도는 1㎜／min으로 했다.
Figure pct00002
이 권심(1)에 상기 웹(2)인 점착 테이프를 폭 10㎜로 재단 가공하면서, 온도가 25℃, 권취 장력이 100N／m, 권취 속도가 20m／min인 조건에서, 권장(卷長) 500m로 권취함으로써, 롤체(RB)를 얻었다. 이 롤체(RB)를 온도(주변 환경 온도) 45℃의 방에 보관하고, 소정 시간 경과 후(2일 후), 텔레스코프 현상의 발생이 억제되었다. 여기에서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 롤체(RB)를 그 측면(RBa)이 수평면(Hp)에 접하도록 재치(載置)하며, 권심(1)으로부터의 웹(2)의 폭 방향 최단부면(도 2 중의 상면)(2a)의 어긋남량(d)을 구하고, 이 어긋남량(d)이 5㎜ 미만인 경우에는 텔레스코프 현상의 발생이 억제되었다고 판정하고, 어긋남량(d)이 5㎜ 이상인 경우에 텔레스코프 현상이 발생했다고 판정했다.
(실시예 2)
본 실시예 2에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 6㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것(Toyo Paper Tube Co., Ltd. 제조)을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 권심(1)의 선팽창 계수와 영률을, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 바, 41.1 × 10-6／K, 0.4㎬이었다. 본 실시예 2에서 얻은 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상의 발생이 억제되었다.
(실시예 3)
본 실시예 3에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 6㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것(Showa Marutsutsu Co., Ltd. 제조)을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 권심(1)의 선팽창 계수와 영률을, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 바, 73.4 × 10-6／K, 0.4㎬이었다. 본 실시예 3에서 얻은 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상의 발생이 억제된 것을 확인했다.
(실시예 4)
본 실시예 3에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 7㎜, 폭이 10㎜인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)제인 것(DAIKA POLYMERS Co., Ltd. 제조)을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 권심(1)의 선팽창 계수와 영률을, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 바, 82.7 × 10-6／K, 0.2㎬이었다. 본 실시예 4에서 얻은 롤체(RB)를, 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상의 발생이 억제되었다.
다음으로, 상기 실시예 1 ∼ 4에 대한 비교예에 대해서 설명한다.
(비교예 1)
본 비교예 1에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 12㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것(Nihon Plastic Co., Ltd. 제조)을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 권심(1)의 선팽창 계수와 영률을, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 바, 74.7 × 10-6／K, 0.7㎬이었다. 본 비교예 1에서 얻은 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상이 발생했다.
(비교예 2)
본 비교예 2에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 8㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것(Toto Sekisui Co., Ltd. 제조)을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 권심(1)의 선팽창 계수와 영률을, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 바, 76.9 × 10-6／K, 0.6㎬이었다. 본 비교예 2에서 얻은 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상이 발생했다.
(비교예 3)
본 비교예 3에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 12㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것(Showa Marutsutsu Co., Ltd. 제조)을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 권심(1)의 선팽창 계수와 영률을, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 바, 82.7 × 10-6／K, 0.6㎬이었다. 본 비교예 3에서 얻은 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상이 발생했다.
(비교예 4)
본 비교예 4에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 8㎜, 폭이 10㎜인 PPT제인 것(Shikoku Sekisui Co., Ltd. 제조)을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 권심(1)의 선팽창 계수와 영률을, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 바, 49.9 × 10-6／K, 0.8㎬이었다. 본 비교예 4에서 얻은 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상이 발생했다.
(비교예 5)
본 비교예 5에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 6㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것으로서, 그 선팽창 계수가 30.0 × 10-6／K이며, 영률이 0.8㎬인 것을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 이 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상이 발생했다.
(비교예 6)
본 비교예 6에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 6㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것으로서, 그 선팽창 계수가 20.0 × 10-6／K이며, 영률이 0.8㎬인 것을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 이 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상이 발생했다.
(비교예 7)
본 비교예 7에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 6㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것으로서, 그 선팽창 계수가 40.0 × 10-6／K이며, 영률이 0.6㎬인 것을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 이 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상이 발생했다.
(비교예 8)
본 비교예 8에서는, 권심(1)으로서, 외경이 3인치, 육후가 6㎜, 폭이 10㎜인 ABS 수지제인 것으로서, 그 선팽창 계수가 120.0 × 10-6／K이며, 영률이 0.4㎬인 것을 이용하는 점 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 롤체(RB)를 얻었다. 이 롤체(RB)를 상기 실시예 1과 마찬가지로 2일간 보관한 바, 텔레스코프 현상이 발생했다.
이상의 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 8에 의하면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 권심(1)으로서, 20 × 10-6／K ∼ 100 × 10-6／K(바람직하게는 40 × 10-6／K ∼ 90 × 10-6／K, 보다 바람직하게는 41 × 10-6／K ∼ 83 × 10-6／K)의 범위인 선팽창 계수이며 또한 0.2㎬ ∼ 0.5㎬(바람직하게는 0.2㎬ ∼ 0.4㎬)의 범위인 영률을 가지는 것을 이용함으로써, 텔레스코프 현상의 발생을 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있었다.
이상 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명의 기술 사상의 범위를 일탈하지 않는 한, 각종 변형이 가능하다. 상기 실시예 1 ∼ 4에서는, 웹(2)으로서 폴리이미드 필름의 일방의 면에 점착제층이 형성된 점착 테이프를 이용하는 경우를 예로 설명했지만, 이 점착제층은 웹(2)의 선팽창 계수에 기여하지 않기 때문에, 플라스틱 필름 단체(單體)를 웹(2)으로서 이용할 수 있다. 또한, 플라스틱 필름으로서는 폴리이미드 필름에 한정되지 않고, 두께 방향의 선팽창 계수가 길이 방향의 선팽창 계수의 60배 ∼ 150배의 범위인 것을 웹(2)으로서 이용할 수 있다.
RB: 롤체
1: 권심, 코어
2: 웹

Claims (2)

  1. 주변 환경의 영향에 의해 열팽창 또는 열수축하는 권심(卷芯)에 띠상(帶狀)의 웹을 권회(卷回)하여 구성되는 롤체에 있어서,
    웹의 두께 방향의 선팽창 계수는, 길이 방향의 선팽창 계수의 60배 ∼ 150배의 범위이며,
    권심은, 20 × 10-6／K ∼ 100 × 10-6／K의 범위인 선팽창 계수이며 또한 0.2㎬ ∼ 0.5㎬의 범위인 영률을 가지는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 롤체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웹은, 5㎜ ∼ 100㎜의 폭을 갖는 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는, 롤체.
KR1020227014014A 2020-03-05 2020-12-21 롤체 KR20220149502A (ko)

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