WO2016067916A1 - 溝付ローラー、ならびにこれを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法 - Google Patents

溝付ローラー、ならびにこれを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法 Download PDF

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WO2016067916A1
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WO
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roller
groove
web
grooved
plastic film
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PCT/JP2015/078998
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Inventor
松本忠
一ノ宮崇
Original Assignee
東レ株式会社
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/885—External treatment, e.g. by using air rings for cooling tubular films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H27/00—Special constructions, e.g. surface features, of feed or guide rollers for webs
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • B29C48/911—Cooling
    • B29C48/9135—Cooling of flat articles, e.g. using specially adapted supporting means
    • B29C48/914—Cooling of flat articles, e.g. using specially adapted supporting means cooling drums

Definitions

  • the present invention relates to a grooved roller, and a plastic film manufacturing apparatus and method using the roller.
  • Rollers having grooves on the surface are widely used in apparatuses that handle web or sheet-like industrial products such as plastic film, paper, metal foil, fabric, and glass.
  • Non-Patent Document 1 In the transport roller for continuously transporting the web in the longitudinal direction, contact is hindered by a film of air that is caught between the roller surface and the web, and the frictional force is insufficient, causing the web to meander. In order to prevent this, air is released by providing grooves on the roller surface (Non-Patent Document 1).
  • a press roller called a contact roller or a touch roller (hereinafter, referred to as a contact roller or a touch roller) is used to adjust the amount of air that is caught between web layers or to prevent the web from slipping. It is common to wind the sheet while being pressed against a web roll.
  • the amount of air entrained is controlled by providing a groove on the surface of the touch roller (for example, Patent Document 1).
  • oligomers and additives that volatilize from the molten resin are deposited on the cooling roller.
  • the cooling capacity is reduced or the accumulated dirt is peeled off and adheres to the film.
  • a grooved press roller called a sweeper roller is used.
  • JP 2000-177890 A Japanese Examined Patent Publication No. 39-21127
  • the present invention provides a grooved roller that does not cause charging or scratching on the web or sheet even on both edges of the convex portion. Furthermore, this invention provides the manufacturing apparatus and manufacturing method of a plastic film using this grooved roller.
  • the first grooved roller of the present invention that achieves the above object, Grooves are formed on the surface,
  • the groove is one or more spiral grooves along the roller circumferential direction or a plurality of ring-shaped grooves along the roller circumferential direction,
  • the convex part sandwiched between the grooves is a groove in which the shadow of the convex part sandwiches the convex part by the straight light that passes through the central axis of the roller and is irradiated toward the convex part from a direction perpendicular to the central axis. It is a shape projected on each of the above.
  • the second grooved roller of the present invention is Grooves are formed on the surface,
  • the groove is one or more spiral grooves along the roller circumferential direction or a plurality of ring-shaped grooves along the roller circumferential direction,
  • the convex part sandwiched between the groove and the groove is composed of a central part and a side part sandwiching the central part and having a lower longitudinal elastic modulus than the central part,
  • the central part is a groove in which the shadow of the central part sandwiches the central part by the straight light emitted from the direction perpendicular to the central axis to the central part through the central axis of the roller without the side part. It is a shape projected on each of the above.
  • the web roll body manufacturing apparatus of the present invention includes a plurality of transport rollers for transporting the web and a winding device for winding the web into a roll shape, and the web roll body wound by the transport roller and the winding device.
  • the first or second grooved roller of the present invention is at least one roller selected from the group consisting of a touch roller that presses against a web and a nip roller that presses the web with a pair of rollers.
  • the plastic film manufacturing apparatus of the present invention includes a T die, a cooling roller, and a sweeper roller, and the first or second of the present invention in which one or more spiral grooves along the roller circumferential direction are formed as the sweeper roller.
  • the grooved roller is used.
  • the plastic film manufacturing method of the present invention uses the plastic film manufacturing apparatus of the present invention to discharge the molten resin from the T-die, bring the molten resin into contact with the cooling roller, cool and solidify, and then melt the melt.
  • the sweeper roller is brought into contact with the molten resin or the cooled and solidified plastic film after the resin contacts the cooling roller and leaves.
  • a “spiral groove” is a groove whose longitudinal direction is not parallel to the roller rotation axis and the roller rotation direction, as shown in FIG.
  • the spiral groove does not necessarily have to make one round, and the direction may change in the middle, and the groove does not have to be connected from the end in the roller axis direction to the other end.
  • the “ring-shaped groove” is a groove in which the groove is parallel to the roller rotation direction and connected in an annular shape as shown in FIG.
  • the “conveying roller” is a roller that conveys the web in the longitudinal direction of the web by rotation.
  • a widening roller that conveys the web while widening it in the width direction is also included in the conveyance roller.
  • the “touch roller” is a roller that rotates in contact with the web roll being wound in the web winding device.
  • the “nip roller” is one of the rollers that clamp the web being conveyed by a pair of rollers.
  • the “sweeper roller” refers to a method for producing a plastic film in which a molten resin is discharged from a T-die and brought into contact with a cooling roller to be cooled and solidified to form a plastic film. The roller is in contact with the molten resin or film during the period from the start to the separation.
  • the present invention as described below, it is possible to provide a grooved roller that does not cause charging or scratching on the web or sheet even at both edges of the convex portion. Furthermore, the manufacturing apparatus and manufacturing method of a plastic film using the grooved roller of the present invention can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of the first grooved roller of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the shape of the groove and the convex portion of the first grooved roller of the present invention, and is a schematic diagram showing a state in which the convex portion is irradiated with straight light.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the shape of the convex portion in the no-load state of the first grooved roller of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the shape of the convex portion in the pressurized state of the first grooved roller of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing another embodiment of the first grooved roller of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic side view showing the plastic film manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic side view showing the web roll body manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic front view of a conventional grooved roller used as a widening roller.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the shapes of grooves and projections of the first grooved roller of the present invention used as a widening roller.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the shape of the convex portion in the unloaded state of the first grooved roller of the present invention used as the widening roller.
  • FIG. 11 is a schematic sectional drawing which shows the shape of the convex part in the pressurization state of the 1st grooved roller of this invention used as a widening roller.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the shape of a convex portion in a no-load state of a conventional grooved roller.
  • FIG. 13 is a schematic sectional drawing which shows the shape of the convex part in the pressurization state of the conventional grooved roller.
  • FIG. 14 is a schematic sectional drawing which shows the shape of the convex part in the no-load state of the conventional grooved roller used as a widening roller.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the shape of a convex portion in a no-load state of a conventional grooved roller.
  • FIG. 13 is a schematic sectional drawing which shows the shape of the convex part in the pressurization state of the conventional grooved roller.
  • FIG. 14 is a schematic sectional drawing which shows the shape of
  • FIG. 15 is a schematic sectional drawing which shows the shape of the convex part in the pressurization state of the conventional grooved widening roller used as a widening roller.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the first grooved roller of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing an example of the groove and convex shape of the first grooved roller of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing an example of the groove and convex shape of a conventional grooved roller.
  • FIG. 19 is a schematic view showing a state in which the convex portion of the first grooved roller of the present invention is irradiated with light containing a radial component.
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing the shape of the convex portion of the second grooved roller of the present invention.
  • FIG. 21 is a schematic sectional drawing which shows the shape of the convex part in another embodiment of the 2nd grooved roller of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of the first grooved roller of the present invention.
  • rubber 12 is coated on the outer periphery of a shaft 11, and a groove 13 is provided on the surface of the rubber 12.
  • Examples of the structure of the shaft 11 include the following structures.
  • the roller having this structure can reduce the production cost and weight of the roller.
  • the roller of this structure can be a driven roller with a small mechanical loss by driving the central shaft with a motor or the like (tendency drive).
  • a double tube structure in which a central shaft 131 and an outer cylindrical member 132 provided concentrically as shown in FIG. 16 are connected only at the central portion in the axial direction.
  • the outer cylinder member 132 bends in the same direction as the counterpart roller or web roll, so that uniform pressure can be obtained in the axial direction.
  • a bend structure in which journal portions are provided at both ends of the outer cylindrical member via bearings, and bending of the outer cylindrical member is controlled by applying a bending moment to the journal portion. The roller of this structure can obtain a uniform pressure in the axial direction by bending the outer cylinder member in the same direction as the counterpart roller or film roll by a bend mechanism.
  • the material of the shaft 11 can be appropriately selected from general mechanical structural materials, and for example, steel, stainless steel, aluminum, fiber reinforced resin, etc. are preferably used.
  • the type of rubber 12 is not particularly limited.
  • natural rubber nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber, chlorosulfonated polyethylene, urethane rubber, fluorine rubber, and a mixture thereof, and further, a filler is added thereto. From the mixture of various additives, it can be appropriately selected and used according to the use environment, resin characteristics, and the like.
  • a rubber mainly composed of non-diene rubber such as ethylene propylene rubber, silicone rubber, chlorosulfonated polyethylene, urethane rubber, and fluoro rubber. It is particularly preferable to use silicone rubber.
  • non-diene rubber is excellent in heat aging resistance, the rubber elasticity can be maintained even under a heating environment, and the effects of the present invention can be maintained over a long period of time.
  • silicone rubber is suitable because it is excellent in heat aging resistance and excellent in releasability from a resin melted or softened by heating.
  • ethylene propylene rubber having excellent ozone resistance is preferably used.
  • the surface of the rubber 12 may be subjected to various surface treatments for the purpose of adjusting the friction coefficient, imparting releasability, and improving wear resistance, such as chemical treatment, coating, and sputtering.
  • the rubber hardness of the rubber 12 is not particularly limited, but can be appropriately selected and used from Hs30 to 90JISA (JIS K 6301: 1995) as a general rubber manufacturable range according to the required performance. Moreover, when a rubber having a lower hardness (Hs30JISA or less) is required from the viewpoint of dispersibility of pressure, a rubber-like rubber is preferably used.
  • the method for covering the shaft 11 with the rubber 12 can be appropriately selected from various methods. For example, after applying an adhesive on the surface of the shaft and winding an unvulcanized rubber sheet, vulcanizing and molding by applying heat and pressure, or by inserting the shaft into a rubber that has been vulcanized and molded into a cylindrical shape in advance It is a method of bonding.
  • the surface of the rubber 12 is provided with at least one spiral groove 13 or a plurality of ring-shaped grooves 51 as shown in FIG.
  • a spiral groove is preferable in terms of machining cost because the groove can be formed on the entire circumference of the roller by a single machining at a minimum.
  • a ring-shaped groove is preferably used when it is necessary to connect the grooves in a ring shape in the rotational direction, such as a receiving blade roller used for the slit of the web.
  • the number of the spiral grooves 13, that is, the number of grooves in the radial cross section of the grooved roller 1 can be appropriately set depending on the use of the grooved roller and the function to be realized by the groove. Moreover, the some spiral groove 13 may mutually cross
  • the groove lead angle ⁇ is preferably closer to 0 ° in order to obtain a large amount of widening, and therefore the number of grooves is preferably one or two.
  • the lead angle ⁇ is small, the web falls into the groove and induces wrinkles. Therefore, multiple strips of 5 or more are preferably used to increase the lead angle ⁇ .
  • FIG. 2 shows an example of the cross-sectional shape of the groove and the convex portion of the first grooved roller of the present invention.
  • a groove 13 and a convex portion 15 sandwiched between the grooves are formed on the surface of the grooved roller 1.
  • the convex portion 15 passes through the central axis O of the roller, and each of the grooves 13 in which the shadow 21 of the convex portion 15 sandwiches the convex portion 15 by the straight light S emitted from the direction perpendicular to the central axis toward the convex portion.
  • the shape is projected onto the screen. As shown in FIG.
  • the straight light S is virtual light that travels the shortest distance straight from the linear light source P extending in parallel with the dots 13 or the grooves 13 toward the roller rotation axis O.
  • the straight light S does not include a radiation component D as shown in FIG. 19 that does not go from the light source P to the center of the roller rotation axis.
  • both side surfaces of the groove 13 are provided with portions away from the line N passing through the center between the edges of the surfaces of the two convex portions 15 sandwiching the groove 13 and the roller rotation axis center O, respectively. With such a groove shape, it is possible to prevent the web from being charged or scratched at both edges of the convex portion 15.
  • the cross-sectional shape of the convex portion 15 of the grooved roller 1 is not limited to the shape in which the width of the convex portion gradually narrows from the roller surface toward the center of the roller as illustrated in FIG.
  • the shape may be such that the width of the convex portion once narrows toward the central portion and then widens again. Even if the width of such a convex portion is once narrowed and widened again, “the convex portion sandwiched between the grooves protrudes from the direction perpendicular to the central axis O through the central axis O of the roller.
  • the grooved roller of the present invention is "a straight light S irradiated from the direction perpendicular to the central axis through the central axis O of the roller to the convex part.
  • the shadow of the convex portion is projected onto each of the grooves sandwiching the convex portion.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a surface portion of a conventional grooved roller having a typical groove shape.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a state in which pressure is applied to the convex portion of FIG.
  • pressure such as web tension or contact pressure against the web roll
  • the pressure locally increases at both edges of the convex portion, and the web is charged and scratched.
  • the present inventors have found that this increase in pressure is caused by the elastic deformation of the convex portion due to the pressure and the rising of both edges of the convex portion, as shown in FIG.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the surface portion of a general grooved widening roller.
  • a general grooved widening roller the convex part collapses due to pressure and deforms as shown in FIG. 15, so that the edge opposite to the direction of collapse strongly hits the web. Therefore, charging and scratches are generated as in the grooved roller having the shape of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the surface portion of the first grooved roller of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a state in which pressure is applied to the convex portion of the first grooved roller of the present invention.
  • the convex portion 15 passes through the central axis O of the roller, and the straight light S emitted from the direction perpendicular to the central axis O toward the convex portion causes the shadow 21 of the convex portion 15 to be shaded by the convex portion 15. If the shape is projected onto each of the grooves 13 sandwiching the, the convex portion is deformed so that both edges of the convex portion hang down as shown in FIGS.
  • the grooved widening roller can be deformed as shown in FIGS. 10 to 11 by forming the convex shape shown in FIG. 9 as described above, so that the same effect can be obtained.
  • the following method can be illustrated as a method for obtaining the convex shape of the grooved roller of the present invention.
  • a router grinding stone having a shape obtained by rotating the groove cross-sectional shape around the normal line N passing through the center in the width direction of the groove 13 and the roller rotation center is manufactured. Then, the rubber 12 may be ground.
  • the cross-sectional shape of the groove 13 is left-right asymmetrical or complex, it may be fusing with a metal wire processed into the same shape as the cross-sectional shape of the groove.
  • [Second grooved roller] 20 and 21 are schematic cross-sectional views showing the shape of the convex portion of the second grooved roller of the present invention.
  • the convex portion 15 is composed of a central portion 18 and a side surface portion 19 that sandwiches the central portion 18 and has a lower longitudinal elastic modulus than the central portion 18. Then, with the side surface portion 19 removed, the shape of the central portion 18 passes through the central axis O of the roller, and the central portion is irradiated by the straight light S emitted from the direction perpendicular to the central axis toward the central portion 18. 18 shadows are projected onto each of the grooves sandwiching the central portion.
  • the longitudinal elastic modulus of the side surface portion 19 is lower than that of the central portion 18, the deformation of the central portion 18 is not hindered by the side surface portion 19. Therefore, the state of deformation of the central portion 18 when pressure is applied to the convex portion 15 is as if it is the same as the convex portion 15 of the first grooved roll, thereby preventing the web from being charged or scratched. it can.
  • the side surface portion 19 is filled in the recessed portions on both side surfaces of the central portion 18, the groove can be easily cleaned. As a result, for example, contamination such as a low molecular weight substance is easily collected in the groove portion 13, and it becomes easy to prevent contamination of processes and products due to subsequent dropping or scattering.
  • the side surface portion 19 may not be connected at the bottom surface of the groove portion 13 as shown in FIG. 20, but may be connected at the bottom surface of the groove portion 13 as shown in FIG. If the side surface portion 19 is connected to the bottom surface of the groove portion 13, the side surface portion 19 is made of an antifouling material, whereby the groove portion 13 can be more easily cleaned and contamination can be easily prevented.
  • the groove portion 13 is filled with rubber having a lower longitudinal elastic modulus than the central portion 18 and vulcanized, and the groove portion 20 is processed again by a known processing method such as grinding.
  • FIG. 7 is a schematic side view showing an embodiment of the apparatus for producing a web roll body of the present invention.
  • the web 2 conveyed from a previous process (for example, a stretching process, a coating process, and an unwinding process) is controlled to a predetermined conveyance tension by the conveyance unit 74, and an unnecessary edge (ear) portion 73 is formed by the trimming unit 75.
  • a previous process for example, a stretching process, a coating process, and an unwinding process
  • the trimming unit 75 After trimming and / or slitting (cutting) to a predetermined product width, the product is wound into a roll by the winding unit 76.
  • the conveying roller 5 used in each part includes a driving roller that is driven to rotate by a motor, a driven roller that is rotated by a frictional force from the web 2, and a roller that rotates by an indirect driving method called “tendency driving”.
  • the driving roller controls the tension of the web 2 by the frictional force and determines the conveyance speed.
  • the frictional force with the web 2 is indispensable, but since the air is caught between the web 2 and the conveyance roller 5, the frictional force is secured. It may be difficult to do. Even the driven roller may become defective in rotation due to insufficient frictional force due to air entrapment.
  • a grooved roller is generally used as one of means for releasing the biting air and securing a frictional force.
  • the pressure increases at the edge of the convex portion, and thus the web 2 is charged or damaged at the portion where the pressure is increased. Since these problems can be solved, it is preferable to use the grooved roller 1 of the present invention as the conveying roller 5.
  • a nip roller 6 that sandwiches the web 2 with a pair of rollers may be used.
  • air between the web and the roller is excluded, and a frictional force is ensured by the clamping pressure.
  • the excluded air is only dammed by the pinching portion, an air pool is generated between the web 2 and the roller 5 in front of the pinching portion, and this causes wrinkles on the web 2 This is especially true for thin and low-rigid webs.
  • a grooved roller may be used as the nip roller 6.
  • the nip roller 6 it is preferable to use the grooved roller of the present invention.
  • the grooved roller of the present invention it is possible to prevent the web 2 from being charged or scratched by the conventional grooved roller.
  • the grooved roller of the present invention is suitable for transporting a thin web with low rigidity.
  • a widening roller for extending the wrinkle of the web in one of the transport rollers 5 or moving the web in the width direction in order to prevent the cut webs from overlapping each other after the web is cut in the width direction.
  • an inclined groove roller 8 as shown in FIG. 8 is common.
  • the convex part falls and deforms due to the inclined groove, so that the convex part edge strongly hits the web, which may cause problems such as charging and scratches on the web.
  • the grooved roller of the present invention provided with a convex shape as shown in FIG. 9 and FIG. If it is a grooved roller of this invention, since a convex part will deform
  • a roller 4 that contacts the web roll body 3 called a touch roller or a contact roller is used to adjust the amount of air between the film layers of the web roll body 3 to be wound and prevent wrinkles and blocking.
  • a grooved roller is used as the touch roller (contact roller) 4 for the purpose of entraining a large amount of air between the web layers. It is also common to use the inclined groove type widening roller 8 as a touch roller (contact roller) 4.
  • the grooved roller 1 of the present invention is preferably used as the grooved touch roller for the same reason as when applied to the nip roller 6.
  • the web roll body manufacturing apparatus of the present invention it is possible to obtain a web roll body free from defects and scratches such as charging and discharge traces due to charging.
  • FIG. 6 is a schematic side view showing one embodiment of the plastic film manufacturing apparatus of the present invention.
  • the molten resin 62 discharged from the T die is cooled and solidified by a cooling roller 64 to obtain a film 7.
  • the film 7 is stretched in the longitudinal direction and / or the width direction in the stretching process, cut in the slit process, or trimmed in the edge, wound into a roll in the winding process, and film roll 9 Get. Then, if necessary, a product roll is obtained again through a slitting process and other processing processes.
  • the T-die 63 is melted and kneaded by an extruder (not shown), and the molten resin 62 sent is continuously discharged from a slit provided in the depth direction with respect to the drawing, thereby extruding the molten resin 62 into a sheet shape.
  • the molten resin 62 is not particularly limited, but for example, polyester, polypropylene, polyethylene, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ethylene vinyl acetate copolymer, fluororesin, and various additives may be added to these resins depending on the use of the film 7. Or a laminate of these can be used.
  • the cooling roller 64 has, for example, a structure that has a flow path for circulating a refrigerant inside and can control the surface temperature.
  • the material of the surface of the cooling roller 64 is not particularly limited, a carbon-based coating such as metal, ceramics, resin, a composite film of resin and metal, or diamond-like carbon can be used.
  • the surface shape of the cooling roller 64 is appropriately set depending on the speed of the casting process, the thickness of the film 7, the temperature of the molten resin 62 and the cooling roller 64, and the like.
  • the sweeper roller 10 contacts the molten resin 62 (or the cooled and solidified film 7) between the time when the molten resin 62 comes into contact with the cooling roller 64 and leaves, and the molten resin 62 (film 7) is moved together with the cooling roller 64. Squeeze. Dirt such as oligomers and additives that volatilize from the molten resin 62 and adhere to the cooling roller 64 is taken away to the film 7 little by little to the extent that it does not affect the quality continuously. By doing so, it is possible to prevent the cooling capability of the cooling roller 64 from being reduced due to dirt, and the accumulated dirt to be peeled off at once and attached to the film 7.
  • the means for pressing the sweeper roller 10 toward the cooling roller 64 is not particularly limited, but an air cylinder using air pressure is preferably used for convenience such that the pressing force can be easily changed.
  • the appropriate position for bringing the sweeper roller 10 into contact with the molten resin 62 varies depending on the type and thickness of the film 7, the speed of the casting process, the temperature of the cooling roller 64, and the like. It is preferable that the configuration can be changed. By changing the distance between the contact position and the contact point between the molten resin 62 and the cooling roller 64 to an appropriate distance, the surface shape of the cooling roller 64 and the sweeper roller 10 is transferred to the molten resin 62 (film 7).
  • the pressing force of the sweeper roller varies depending on the type and thickness of the molten resin 64 (film 7), but a range of 10 to 500 N / m is preferably used. If the pressing force is within this range, the stain on the cooling roller 64 can be easily transferred to the molten resin 62 (film 7) while preventing the film 7 from being scratched by an excessive pressing force.
  • the sweeper roller 10 in the plastic film manufacturing apparatus of the present invention is the grooved roller 1 of the present invention in which one or more spiral grooves 13 are formed along the roller circumferential direction.
  • Examples of the shaft structure of a grooved roller (hereinafter referred to as a sweeper roller) applied to the sweeper roller 10 include the following structures.
  • (1) Simple hollow roller structure as shown in FIG. The roller of this structure can hold down the manufacturing cost of a shaft.
  • (3) Structure of double pipe as shown in FIG. The roller with this structure can flatten the axial pressure distribution with the cooling roller 64.
  • the outer cylinder member 162 bends in the same direction as the cooling roller 64, the pressure with respect to the molten resin 64 (film 7) can be made flat over a roller axial direction. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a later-described sweeper mark that deteriorates due to excessive pressure locally due to pressure deviation.
  • a structure in which the shaft 11 has a simple hollow roller shape and the outer diameter of the rubber 13 covered on the outer periphery is a crown shape. The roller having this structure can be expected to have the same effect as the roller having the double tube structure.
  • the material of the shaft 11 can be appropriately selected from general mechanical structural materials, and for example, steel, stainless steel, aluminum, fiber reinforced resin, etc. are preferably used.
  • the type of rubber 12 of the sweeper roller 10 is not particularly limited.
  • natural rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber, chlorosulfonated polyethylene, urethane rubber, fluororubber, and mixtures thereof, and further these Can be appropriately selected and used in accordance with the use environment, resin characteristics, and the like.
  • a rubber mainly composed of silicone rubber that is excellent in releasability and heat resistance is preferably used.
  • an ozone generation source such as a static electricity application device is installed in the vicinity, ethylene propylene rubber having excellent ozone resistance is preferably used.
  • the rubber hardness of the rubber 12 is not particularly limited, but can be appropriately selected and used from Hs30 to 90JISA (JIS K 6301: 1995) as a general rubber manufacturable range according to the required performance.
  • Hs30 to 90JISA JIS K 6301: 1995
  • rubber having a low hardness Hs30 to 60 JISA
  • a rubber with high hardness Hs 60 to 90 JISA
  • a rubber-like rubber is preferably used.
  • the sweeper mark is a defect that the groove pattern on the surface of the sweeper roller 10 is transferred to the product film.
  • the sweeper mark can be classified into the following two forms. (1) Brightness and darkness due to the presence or absence of dirt caused by dirt on the surface of the sweeper roller 10 where the groove on the surface (grooves) where the groove is not formed is transferred to the film and dirt is not transferred in the groove. (2) Scratches generated due to transfer of the surface shape of the cooling roller 64 or the sweeper roller 10 due to the pressure at the contact portion.
  • the plastic film manufacturing apparatus shown in FIG. 6 was used. Polypropylene is discharged from the T-die 63 in a single-kind single layer configuration, cooled and solidified by a cooling roller 64 having an outer diameter of 900 mm rotating at a speed of 50 m / min, and made into a polypropylene film having a thickness of 100 ⁇ m, and wound by a winder. A film roll 9 was obtained.
  • the sweeper roller 10 has a structure shown in FIG.
  • the shaft 11 made of carbon steel was coated with a silicone rubber 12 having a rubber hardness of Hs40JISA with a thickness Rt of 15 mm, and the outer diameter was 230 mm. Two spiral grooves were provided on the surface of the sweeper roller.
  • the shape of the provided groove is as shown in FIG. 17, and the convex portion width Pw was 30 mm, the groove width Gw was 30 mm, the groove bottom width Bw was 40 mm, and the groove depth Gd was 10 mm.
  • the convex portion width Pw was 30 mm
  • the groove width Gw was 30 mm
  • the groove bottom width Bw was 40 mm
  • the groove depth Gd was 10 mm.
  • the groove provided on the surface of the sweeper roller is formed in the shape shown in FIG. 18, and is manufactured under the same apparatus and conditions as in Example 1 except that the convex width Pw is 30 mm, the groove width Gw is 30 mm, and the groove depth Gd is 10 mm.
  • Film roll 9 was obtained. When the obtained film was visually observed to confirm the presence or absence of a sweeper mark, a sweeper mark due to scratches was generated at a portion where both edges of the convex portion contacted.
  • the present invention can be used as a grooved roller in the production process of a web or sheet-like industrial product, and is particularly suitable for the production of a plastic film, but its application range is not limited thereto.

Abstract

　本発明は、ローラー表面に螺旋溝またはリング状溝が形成され、溝と溝とに挟まれた凸部が、ローラーの中心軸を通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光により、凸部の影がこの凸部を挟む溝のそれぞれに投影される形状の溝付ローラーである。　本発明により、凸部両縁においてもウェブやシートに帯電やキズを発生させることの無い溝付ローラーが提供される。

Description

溝付ローラー、ならびにこれを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法
　本発明は、溝付ローラー、ならびにこれを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法に関する。
　プラスチックフィルムや紙、金属箔、布帛、ガラスといったウェブまたはシート状の工業製品を扱う装置において、表面に溝を設けたローラーが広く用いられている。
　ウェブを長手方向に連続的に搬送するための搬送ローラーにおいては、ローラー表面とウェブの間に噛み込まれる空気の膜によって接触が阻害され、摩擦力が不足しウェブが蛇行してしまう。これを防止するために、ローラー表面に溝を設けることで空気を逃がしている（非特許文献１）。
　ウェブをロール状に巻き取る巻取機においては、ウェブ層間に噛み込まれる空気の量を調節したり、ウェブの巻きズレを防止したりするためにコンタクトローラーやタッチローラーと呼ばれるプレスローラー（以下、タッチローラーと称す）をウェブロールに圧接しながら巻き取ることが一般的である。このタッチローラーの表面に溝を設けることで空気の噛み込み量を制御している（たとえば特許文献１）。
　溶融樹脂をウェブ状に押し出し、冷却ローラー上で冷却固化しプラスチックフィルム（以下、単にフィルムと称す）を得るフィルムの製造装置においては、溶融樹脂から揮発するオリゴマーや添加剤などが冷却ローラーに析出堆積し、冷却能力が低下したり、堆積した汚れが剥がれてフィルムに付着する。これを防止するために、スイーパーローラーと呼ばれる溝付のプレスローラーが用いられる。フィルムを冷却ローラーとスイーパーローラーでプレスすることで冷却ローラー上のオリゴマーなどを常時析出した分だけフィルムに持ち去らせることができる。しかし、溶融樹脂と冷却ローラーが接触する際に、これらの間に噛み込まれた空気が、冷却ローラーとスイーパーローラーの挟圧点に阻まれ、空気溜まり（以下、エアバンクと称す）となって、フィルムにシワや破れを発生してしまう。これを防止するために、スイーパーローラーの表面には溝が設けられている（たとえば特許文献２）。
特開２０００－１７７８９０号公報 特公昭３９－２１１２７号公報
橋本巨著「ウェブハンドリングの基礎理論と応用」２０５～２１８頁
　しかしながら、搬送ローラーまたはタッチローラーとして溝付ローラーを用いた場合、次のような問題が起こる。
（１）溝によって形成されウェブに接触する凸部の両縁において、ウェブが強く帯電し放電現象が起こる。
（２）溝によって形成されウェブに接触する凸部の両縁において、ウェブにキズが入る。
　また、スイーパーローラーにおいても、ローラー表面に溝が形成されているため、凸部両縁においてフィルムにキズが入ってしまうという問題がある。
　本発明は、凸部両縁においてもウェブやシートに帯電やキズを発生させることの無い溝付ローラーを提供する。さらに、本発明はこの溝付ローラーを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法を提供する。
　上記目的を達成する本発明の第一の溝付ローラーは、
表面に溝が形成され、
前記溝はローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝またはローラー円周方向に沿う複数のリング状溝であり、
前記溝と溝とに挟まれた凸部は、ローラーの中心軸を通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光により、凸部の影がこの凸部を挟む溝のそれぞれに投影される形状である。
　また、本発明の第二の溝付ローラーは、
表面に溝が形成され、
前記溝はローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝またはローラー円周方向に沿う複数のリング状溝であり、
前記溝と溝とに挟まれた凸部は、中央部と、この中央部を挟み中央部より相対的に縦弾性係数の低い側面部とで構成されており、
前記中央部は、前記側面部が無い状態で、ローラーの中心軸を通りこの中心軸に垂直な方向から中央部に向かって照射された直進光により、中央部の影がこの中央部を挟む溝のそれぞれに投影される形状である。
　また、本発明のウェブロール体の製造装置は、ウェブを搬送する複数の搬送ローラーとウェブをロール状に巻き取る巻取装置を備え、前記搬送ローラー、前記巻取り装置で巻き取られるウェブロール体に対して圧接するタッチローラーおよびウェブを一対のローラーで挟圧するニップローラーからなる群より選ばれる少なくとも一つのローラーが本発明の第一または第二の溝付ローラーである。
　また、本発明のプラスチックフィルムの製造装置は、Ｔダイ、冷却ローラーおよびスイーパーローラーを備え、前記スイーパーローラーとしてローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝が形成された本発明の第一または第二の溝付ローラーを用いている。
　また、本発明のプラスチックフィルムの製造方法は、本発明のプラスチックフィルムの製造装置を用い、前記Ｔダイから溶融樹脂を吐出し、前記冷却ローラーに前記溶融樹脂を接触させて冷却固化し、前記融樹脂が冷却ローラーに接触してから離れるまでの間に、前記溶融樹脂または冷却固化されたプラスチックフィルムに前記スイーパーローラーを接触させる。
　本発明において「螺旋溝」とは、たとえば図１に示すように溝の長手方向がローラー回転軸およびローラー回転方向に対して平行でない溝である。螺旋溝は必ずしも円周を１周していなくともよく、途中で方向が変わっていてもよく、溝がローラー軸方向の端から他端まで繋がっていなくともよい。
　本発明において「リング状溝」とは、図５に示すように溝がローラー回転方向に対して平行であり、環状に繋がっている溝である。
　本発明において「搬送ローラー」とは、回転によってウェブをウェブの長手方向に搬送するローラーである。ウェブを幅方向に拡幅しながら搬送する拡幅ローラーも搬送ローラーに含まれる。
　本発明において「タッチローラー」とは、ウェブの巻取装置において、巻取中のウェブロールに接触しながら回転するローラーである。
　本発明において「ニップローラー」とは、搬送中のウェブを一対のローラーで挟圧するローラーのうち、どちらか一方のローラーである。
　本発明において「スイーパーローラー」とは、Ｔダイから溶融樹脂を吐出し、冷却ローラーに溶融樹脂を接触させて冷却固化しプラスチックフィルムとするプラスチックフィルムの製造方法において、溶融樹脂が冷却ローラーに接触してから離れるまでの間に、溶融樹脂またはフィルムに接触するローラーである。
　本発明によれば、以下に説明するとおり、凸部両縁においてもウェブやシートに帯電やキズを発生させることの無い溝付ローラーを提供できる。さらに、本発明の溝付ローラーを用いたプラスチックフィルムの製造装置および製造方法を提供できる。
図１は、本発明の第一の溝付ローラーの一実施形態を示す概略平面図である。 図２は、本発明の第一の溝付ローラーの溝および凸部の形状の概略断面図であり、さらに凸部に直進光を照射した様子を示す概略図である。 図３は、本発明の第一の溝付ローラーの、無負荷状態における凸部の形状を示す概略断面図である。 図４は、本発明の第一の溝付ローラーの、加圧状態における凸部の形状を示す概略断面図である。 図５は、本発明の第一の溝付ローラーの別の実施形態を示す概略平面図である。 図６は、本発明のプラスチックフィルムの製造装置を示す概略側面図である。 図７は、本発明のウェブロール体の製造装置を示す概略側面図である。 図８は、拡幅ローラーとして用いた従来の溝付ローラーの概略正面図である。 図９は、拡幅ローラーとして用いた本発明の第一の溝付ローラーの溝及び凸部の形状を示す概略断面図である。 図１０は、拡幅ローラーとして用いた本発明の第一の溝付ローラーの、無負荷状態における凸部の形状を示す概略断面図である。 図１１は、拡幅ローラーとして用いた本発明の第一の溝付ローラーの、加圧状態における凸部の形状を示す概略断面図である。 図１２は、従来の溝付ローラーの、無負荷状態における凸部の形状を示す概略断面図である。 図１３は、従来の溝付ローラーの、加圧状態における凸部の形状を示す概略断面図である。 図１４は、拡幅ローラーとして用いた従来の溝付ローラーの、無負荷状態における凸部の形状を示す概略断面図である。 図１５は、拡幅ローラーとして用いた従来の溝付拡幅ローラーの、加圧状態における凸部の形状を示す概略断面図である。 図１６は、本発明の第一の溝付ローラーの別の実施形態を示す概略断面図である。 図１７は、本発明の第一の溝付ローラーの溝および凸部形状の一例を示す概略断面図である。 図１８は、従来の溝付ローラーの溝および凸部形状の一例を示す概略断面図である。 図１９は、本発明の第一の溝付ローラーの凸部に、放射状成分を含む光を照射した様子を示す概略図である。 図２０は、本発明の第二の溝付ローラーの凸部の形状を示す概略断面図である。 図２１は、本発明の第二の溝付ローラーの別の実施形態における凸部の形状を示す概略断面図である。
　以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照しながら説明する。
　[第一の溝付ローラー]
　図１は本発明の第一の溝付ローラーの一実施形態を示す概略平面図である。図１に示すように、溝付ローラー１は軸１１の外周にゴム１２が被覆され、溝１３がゴム１２の表面に設けられている。
　軸１１の構造としては、以下のような構造が例示できる。
(１)　図１に示すような単純な中空ローラー状、すなわち、中空円筒体１６の端部に軸受け１４によって支持するためのジャーナル部１７を備えた構造。この構造のローラーは、ローラーの製作コストや重量を抑えることができる。
(２)　内部に熱媒を流通させるための流路を設けた構造。この構造のローラーは、ローラーの表面温度を制御することができるので、冷却や加熱を要する工程に用いることができる。
(３) 中軸と外筒部材とを軸受けを介して同心上に連結した構造。この構造のローラーは、中軸をモーターなどで駆動（テンデンシー駆動）することで、メカロスの小さな従動ローラーとすることができる。
(４)　図１６に示すような同心上に設けられた中軸１３１と外筒部材１３２を軸方向中央部のみで連結させた二重管構造。この構造のローラーは、ニップローラーやタッチローラーとして使用した際に、相手ローラーやウェブロールと同じ方向に外筒部材１３２が撓むため、軸方向で均一な圧力を得ることができる。
(５)　外筒部材両端に軸受けを介してジャーナル部を備え、ジャーナル部に曲げモーメントを加えることで、外筒部材のたわみを制御するベンド構造。この構造のローラーは、ベンド機構によって外筒部材を相手ローラーやフィルムロールと同じ方向に撓ませることで、軸方向で均一な圧力を得ることができる。
　軸１１の材質は一般的な機械構造材料から適宜選択でき、たとえば鋼やステンレス、アルミニウム、繊維強化樹脂などが好ましく用いられる。
　ゴム１２の種類は特に限定されず、たとえば天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴム、およびこれらの混合物、さらにはこれらに充填材を含む各種添加剤を混合したものから、使用環境や樹脂の特性などに合わせて適宜選択し用いることができる。たとえば、スイーパーローラーのように外部から熱を受ける用途である場合には、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴムといった非ジエン系ゴムを主成分とするゴムを用いることが好ましく、シリコーンゴムを用いることが特に好ましい。非ジエン系ゴムは耐熱老化性に優れるため、加熱環境下でもゴム弾性を維持することができ、長期にわたり本発明の効果を維持することができる。特にシリコーンゴムは耐熱老化性に優れ、また、加熱により溶融または軟化した樹脂に対しての離型性にも優れるため、好適である。また、静電気印加装置などのオゾン発生源が付近に設置されている場合には、耐オゾン性に優れるエチレンプロピレンゴムなどが好適に用いられる。
　ゴム１２の表面には摩擦係数の調整や離型性の付与、耐摩耗性の向上を目的とした各種表面処理、たとえば薬液処理やコーティング、スパッタリングなどが施されていてもよい。
　ゴム１２のゴム硬度は特に限定されないが、一般的なゴムの製造可能範囲としてＨｓ３０～９０ＪＩＳＡ（ＪＩＳ　Ｋ　６３０１：１９９５）の中から要求性能に合わせて適宜選択し用いることができる。また、圧力の分散性の観点からさらに低硬度（Ｈｓ３０ＪＩＳＡ以下）のゴムを必要とする場合には、ゴムをスポンジ状としたものが好適に用いられる。
　軸１１にゴム１２を被覆する方法としては、種々の手法の中から適宜選択することができる。たとえば軸の表面に接着材を塗布し、未加硫のゴムシートを巻き付けたのち、熱と圧力を加えて加硫、成型する方法や、あらかじめ円筒状に加硫成型したゴムに軸をはめ込んで接着する方法などである。
　ゴム１２の表面には少なくとも１条の螺旋溝１３、または図５に示すような複数のリング状溝５１が設けられている。螺旋溝であれば最少で１回の加工によってローラーの全周に溝加工ができるため加工コストの面で好ましい。ウェブのスリットに用いられる受け刃ローラーのように、回転方向に環状に溝が繋がっている必要がある場合にはリング状溝が好ましく用いられる。螺旋溝１３の条数、すなわち溝付ローラー１の半径方向断面における溝の数は溝付ローラーの用途や溝によって実現させたい機能によって適宜設定することができる。また、複数の螺旋溝１３が互いに交差していてもよい。たとえば、図８のような拡幅ローラーの場合、大きな拡幅量を得るために溝のリード角θは０°に近いほど好ましいため、溝の条数としては１条または２条が好ましく用いられる。巻取装置に用いられるタッチローラーの場合は、リード角θが小さいと溝にウェブが落ち込み、シワを誘発するため、リード角θを大きくするために５条以上の多条が好ましく用いられる。
　図２に本発明の第一の溝付ローラーの溝および凸部の断面形状の一例を示す。溝付ローラー１の表面には、溝１３と、溝と溝とに挟まれた凸部１５とが形成されている。凸部１５は、ローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光Ｓにより、凸部１５の影２１がこの凸部１５を挟む溝１３のそれぞれに投影される形状となっている。直進光Ｓとは図２に示すように点状または溝１３と平行に伸びる線状の光源Ｐから、ローラー回転軸中心Ｏに向かってまっすぐに最短距離を進む仮想的な光である。直進光Ｓには、光源Ｐからローラー回転軸中心に向かわない図１９に示すような放射成分Ｄは含まない。言い換えると、溝１３の両側面は、この溝１３を挟む２つの凸部１５表面の縁間の中心とローラー回転軸中心Ｏとを通る線Ｎから遠ざかる部分をそれぞれ備えている。このような溝形状により、凸部１５両縁において、ウェブに帯電やキズが発生することを防止できる。
　溝付ローラー１の凸部１５の断面形状は、図２に例示したようなローラー表面からローラー中心部に向かって凸部の幅が徐々に狭くなるような形状に限られず、例えばローラー表面からローラー中心部に向かって凸部の幅が一旦狭くなり再び広がるような形状であってよい。このような凸部の幅が一旦狭くなり再び広がるような形状であっても、「溝と溝とに挟まれた凸部が、ローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光Ｓにより、凸部の影がこの凸部を挟む溝のそれぞれに投影される形状」であるので、本発明の効果を奏することができる。いずれにせよ、本発明の溝付ローラーは「溝と溝とに挟まれた凸部が、ローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光Ｓにより、凸部の影がこの凸部を挟む溝のそれぞれに投影される形状」であればよい。
　図１２は、従来の代表的な溝形状の溝付ローラーの表面部分の概略断面図である。図１３は、図１２の凸部分に圧力が加わった様子を示す概略図である。従来の代表的な形状の溝付ローラーに、ウェブの張力やウェブロールに対する接圧といった圧力が加わると、凸部両縁において局所的に圧力が増大し、ウェブに帯電やキズが発生する。本発明者らは、この圧力の増大は、図１３に示すように、圧力によって凸部が弾性変形し、凸部両縁が盛り上がることに起因することを見出した。
　図１４は、一般的な溝付拡幅ローラーの表面部分の概略断面図である。一般的な溝付拡幅ローラーでは、圧力によって凸部が倒れ、図１５に示すように変形するため、倒れ方向とは逆側の縁がウェブに強くあたる。そのため、図１２の形状の溝付ローラーと同様に帯電やキズが発生する。
　図３は、本発明の第一の溝付ローラーの表面部分の概略断面図である。図４は、本発明の第一の溝付ローラーの凸部に圧力が加わった様子を示す概略図である。図２に示すように凸部１５がローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸Ｏに垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光Ｓにより、凸部１５の影２１がこの凸部１５を挟む溝１３のそれぞれに投影される形状であれば、凸部は図３から図４のように凸部両縁が垂れ下がるように変形する。これにより、凸部両縁での圧力の増大を解消し、ひいては帯電やキズを防止することができる。また、溝付拡幅ローラーにおいても、上記の通り図９に示す凸部形状とすることにより、図１０から図１１のように変形するため同様の効果を得ることができる。
　本発明の溝付ローラーの凸部形状を得る方法は、次の方法が例示できる。溝１３の断面形状が左右対称の場合であれば、溝１３の幅方向中央とローラー回転中心を通る法線Ｎを軸として溝断面形状を回転させて得られる形状のリューター（砥石）を製作してゴム１２を研削加工すればよい。溝１３の断面形状が左右非対称や複雑な形状であれば、溝断面形状と同じ形状に加工された金属ワイヤーに通電したもので溶断加工すればよい。
　[第二の溝付ローラー]
　図２０、２１は、本発明の第二の溝付ローラーの凸部の形状を示す概略断面図である。第二の溝付ローラーは、凸部１５が中央部１８とこの中央部１８をはさみ中央部１８よりも相対的に縦弾性係数の低い側面部１９とで構成されている。そして、仮に側面部１９を無くした状態で、中央部１８の形状が、ローラーの中心軸Ｏを通りこの中心軸に垂直な方向から中央部１８に向かって照射された直進光Ｓにより、中央部１８の影がこの中央部を挟む溝のそれぞれに投影される形状となっている。側面部１９の縦弾性係数が中央部１８よりも低いので、中央部１８の変形が側面部１９に妨げられることがない。そのため、凸部１５に圧力が加わったときの中央部１８の変形の様子は、あたかも第一の溝付ロールの凸部１５と同じ状態となるので、ウェブに帯電やキズが発生することを防止できる。そのうえ、中央部１８の両側面の凹んでいる部分に側面部１９が充填されているので、溝の清掃が容易に行えるようになる。その結果、たとえば低分子量物などのコンタミが溝部１３に溜まって、その後脱落や飛散することによる工程や製品の汚染を防止しやすくなる。側面部１９は、図２０に示すように溝部１３の底面でつながっていなくとも、図２１に示すように溝部１３の底面でつながっていてもよい。側面部１９が溝部１３の底面でつながっていれば、側面部１９を防汚性の材質とすることで、さらに容易に溝部１３の清掃を行うことができ、汚染も防止しやすくなる。
　第二の溝付ロールに備えられる、中央部１８と側面部１９とで異なる材質である凸部１５を得る方法としては、あらかじめ前述の凸部を得る方法で中央部１８を得た後、溝部１３に中央部１８よりも縦弾性係数の低いゴムを充填して加硫し、再び溝部２０を研削など公知の加工方法にて加工する方法が挙げられる。
　[ウェブロール体の製造装置]
　図７は本発明のウェブロール体の製造装置の一実施形態を示す概略側面図である。図示しない前工程（たとえば延伸工程やコーティング工程、巻出工程など）から搬送されたウェブ２は、搬送部７４で所定の搬送張力に制御され、トリミング部７５で不要なエッジ（耳）部分７３をトリミング、および／または所定の製品の幅にスリット（裁断）されたのち、巻取部７６でロール状に巻き取られる。
　各部で用いられる搬送ローラー５は、モーターによって回転駆動される駆動ローラーや、ウェブ２からの摩擦力により連れ回る従動ローラーや、テンデンシー駆動と呼ばれる間接駆動方式で回転するローラーなどがある。駆動ローラーは、摩擦力によってウェブ２の張力を制御したり、搬送速度を決定する。駆動ローラーでウェブ２の張力を制御したり搬送速度を決定するにはウェブ２との摩擦力が不可欠であるが、ウェブ２と搬送ローラー５の間に空気が噛み込まれるために摩擦力を確保することが難しい場合がある。従動ローラーでも空気の噛み込みによる摩擦力不足により、回転不良となる場合がある。噛み込んだ空気を逃がし、摩擦力を確保する手段の一つとして一般的に溝付ローラーが用いられている。前述の通り、搬送ローラー５に従来の溝付ローラーを使用すると、凸部の縁で圧力が増大するため、圧力が増大した部分でウェブ２が帯電したりキズになったりする。これらの問題を解消できるので、搬送ローラー５に本発明の溝付ローラー１を用いるのが好ましい。
　摩擦力を確保するもう一つの手段として、一対のローラーでウェブ２を挟圧するニップローラー６を用いる場合がある。ニップローラー６を用いることで、ウェブとローラーの間の空気が排除されるとともに、挟圧力によって摩擦力が確保される。しかし、排除された空気は挟圧部でせき止められているにすぎないため、挟圧部の手前のウェブ２とローラー５の間に空気溜まりが生じ、これが原因でウェブ２にシワが発生する場合があり、特に薄く剛性の低いウェブで顕著である。これを防止する手段の一つとして溝付ローラーをニップローラー６として使用する場合がある。このニップローラー６として、本発明の溝付ローラーを使用することが好ましい。本発明の溝付ローラーを使用することにより、従来の溝付ローラーで発生するウェブ２の帯電やキズを防止することができる。特に、薄く剛性の低いウェブを搬送する場合には、本発明の溝付ローラーは好適である。
　また、搬送ローラー５の一つにウェブのシワを伸ばしたり、ウェブを幅方向に裁断後、裁断したウェブ同士が重なるのを防ぐために幅方向に移動させたりするための拡幅ローラーがある。溝付ローラータイプの拡幅ローラーとしては図８に示すような傾斜溝ローラー８が一般的である。しかし、前述のとおり傾斜溝によって凸部が倒れ変形することで凸部縁部がウェブに強くあたり、ウェブに帯電やキズといった不具合を引き起こす場合がある。この拡幅ローラー８に図９および図１０に示すような凸部形状を備えた本発明の溝付ローラーを使用するのが好ましい。本発明の溝付ローラーであれば、図１１のように凸部は変形するため帯電やキズを防止することができる。
　巻取部７６においては、巻き取られるウェブロール体３のフィルム層間の空気量を調整し、シワやブロッキングなどを防止するためにタッチローラーやコンタクトローラーと呼ばれるウェブロール体３に当接するローラー４が用いられる。そして、特に空気を多くウェブ層間に巻き込ませる目的で溝付ローラーがタッチローラー（コンタクトローラー）４に用いられる。また、上記傾斜溝タイプの拡幅ローラー８をタッチローラー（コンタクトローラー）４として用いることも一般的である。この溝付タッチローラーとして本発明の溝付ローラー１を使用することが、ニップローラー６に適用する際と同様の理由から好ましい。
　このように、本発明のウェブロール体の製造装置を用いることで、帯電と帯電による放電痕などの欠点およびキズの無いウェブロール体を得ることができる。
　 [プラスチックフィルムの製造装置]
　図６は本発明のプラスチックフィルムの製造装置の一実施形態を示す概略側面図である。本発明におけるプラスチックフィルムの製造装置では、図６に示すようにＴダイから吐出された溶融樹脂６２を冷却ローラー６４で冷却、固化しフィルム７を得る。
　次いで必要に応じ、延伸工程にてフィルム７を長手方向または／および幅方向に延伸し、スリット工程にて裁断、もしくはエッジのトリミングを行い、巻取り工程にてロール状に巻取り、フィルムロール９を得る。その後、必要に応じ再びスリット工程やその他の加工工程を経て製品ロールを得る。
　Ｔダイ６３は図示しない押出機によって溶融混練され、送られてきた溶融樹脂６２を、図面に対し奥行き方向に設けられたスリットから連続的に吐出することにより、溶融樹脂６２をシート状に押し出す。
　溶融樹脂６２は特に限定されないが、フィルム７の用途によってたとえばポリエステルやポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン－メチルメタクリレート共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、フッ素樹脂などの樹脂およびこれら樹脂に各種添加剤を加えたものや、これらを積層したものを用いることができる。
　冷却ローラー６４は例えば内部に冷媒を流通させる流路を有し、表面温度を制御することができる構造のものが用いられる。
　冷却ローラー６４の表面の材質は特に限定されないが、金属、セラミックス、樹脂、樹脂と金属の複合膜、さらにはダイヤモンドライクカーボンなどの炭素系被膜を用いることができる。冷却ローラー６４の表面形状はキャスト工程の速度やフィルム７の厚み、溶融樹脂６２および冷却ローラー６４の温度などによって適宜設定される。
　[スイーパーローラー]
　スイーパーローラー１０は、溶融樹脂６２が冷却ローラー６４に接触してから離れるまでの間に溶融樹脂６２（または冷却固化されたフィルム７）に接触し、冷却ローラー６４とともに溶融樹脂６２（フィルム７）を挟圧する。溶融樹脂６２から揮発し、冷却ローラー６４に付着したオリゴマーや添加剤などの汚れは、連続的かつ品質に影響しない程度に少量ずつフィルム７に持ち去られる。こうすることで、汚れによって冷却ローラー６４の冷却能力が低下したり、堆積した汚れが一度に剥がれてフィルム７に付着したりすることを防止できる。
　スイーパーローラー１０を冷却ローラー６４に向かって押圧させる手段は特に限定されないが、容易に押圧力を変更できる等の利便性から空気圧力を用いたエアシリンダーが好ましく用いられる。フィルム７の種類や厚み、キャスト工程の速度や冷却ローラー６４の温度などによって、スイーパーローラー１０を溶融樹脂６２に接触させる適切な位置は異なるので、スイーパーローラー１０は、溶融樹脂６２との接触位置を変更できる構成となっていることが好ましい。接触位置と、溶融樹脂６２と冷却ローラー６４の接触点との距離を適切な距離に変更することにより、冷却ローラー６４やスイーパーローラー１０の表面形状が溶融樹脂６２（フィルム７）に転写することを防いだり、冷却ローラー６４の表面の汚れを十分に溶融樹脂６２（フィルム７）に転写できる。スイーパーローラーの押圧力は溶融樹脂６４（フィルム７）の種類や厚みによって異なるが、１０～５００Ｎ／ｍの範囲が好ましく用いられる。押圧力がこの範囲であれば、過剰な押圧力によるフィルム７のキズの発生を防止しつつ、冷却ローラー６４上の汚れを溶融樹脂６２（フィルム７）に容易に転写できる。
　本発明のプラスチックフィルムの製造装置におけるスイーパーローラー１０は、ローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝１３が形成された本発明の溝付ローラー１である。
　スイーパーローラー１０に適用する溝付ローラー（以下、スイーパーローラーと称す）の軸の構造としては、以下のような構造が例示できる。
(１)　図１に示すような単純な中空ローラー状の構造。この構造のローラーは、軸の製造コストを抑えることができる
(２)　軸の内部に冷却用の冷媒を流通させる流路を設けた構造。この構造のローラーは、ローラー表面に高温の樹脂が接触したとしても、ゴム１２の温度を一定以下に保つことができるため、ゴム１２の熱による劣化を抑制することができる。
(３) 図１６に示すような二重管の構造。この構造のローラーは、冷却ローラー６４との軸方向の圧力分布をフラットにできる。また、外筒部材１６２が冷却ローラー６４と同一方向に撓むため、溶融樹脂６４（フィルム７）に対する圧力をローラー軸方向に渡ってフラットにすることができる。その結果、圧力の偏りにより局所的に圧力が過大となって後述のスイーパーマークが発生、悪化することを抑制することができる。
(４)　軸１１を単純な中空ローラー状とし外周に被覆されるゴム１３の外径をクラウン状とした構造。この構造のローラーは、二重管の構造のローラーと同様な効果が期待できる。
　軸１１の材質は一般的な機械構造材料から適宜選択でき、たとえば鋼やステンレス、アルミニウム、繊維強化樹脂などが好ましく用いられる。
　スイーパーローラー１０のゴム１２の種類は特に限定されず、たとえば天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴム、およびこれらの混合物、さらにはこれらに充填材を含む各種添加剤を混合したものから、使用環境や樹脂の特性等に合わせて適宜選択し用いることができる。たとえば、溶融樹脂６４（フィルム７）に粘着性があったり、高温であったりする場合には離型性と耐熱性に優れるシリコーンゴムを主成分とするゴムが好ましく用いられる。静電気印加装置などのオゾン発生源が付近に設置されている場合には、耐オゾン性にすぐれるエチレンプロピレンゴムなどが好適に用いられる。
　ゴム１２のゴム硬度は特に限定されないが、一般的なゴムの製造可能範囲としてＨｓ３０～９０ＪＩＳＡ（ＪＩＳ　Ｋ　６３０１：１９９５）の中から、要求性能に合わせて適宜選択し用いることができる。たとえば、スイーパーマークの発生しやすいフィルムであったり、フィルム幅が広い場合には、圧力の分散性が重要となるため、低硬度（Ｈｓ３０～６０ＪＩＳＡ）のゴムが好ましく用いられる。一方、フィルムの幅が狭い場合やゴム１２の耐久性が重視される場合には高硬度（Ｈｓ６０～９０ＪＩＳＡ）のゴムが好ましく用いられる。また、圧力の分散性の観点からさらに低硬度（Ｈｓ３０ＪＩＳＡ以下）のゴムを必要とする場合には、ゴムをスポンジ状としたものが好適に用いられる。
　スイーパーマークとは、スイーパーローラー１０の表面の溝パターンが製品フィルムに転写してしまう欠点である。スイーパーマークは次の２つの形態に分類できる。
(１)　スイーパーローラー１０の表面の溝が形成されていない部分（凸部）で冷却ローラーの汚れがフィルムに転写され、溝部では汚れが転写されないことによって起こる汚れの有無による明暗。
(２)　接触部での圧力によって、冷却ローラー６４やスイーパーローラー１０の表面形状が転写することなどが原因となって発生するキズ。
　図１２に示すような従来の凸部形状を備える溝付ローラーをスイーパーローラー１０として用いた場合、キズによるスイーパーマークが凸部両縁に強く発生する。スイーパーローラー１０として本発明の溝付ローラーを用いることで、凸部両縁の圧力上昇を解消することができるため、キズによるスイーパーマークの発生を防止できる。
　（実施例）
　図６に示すプラスチックフィルムの製造装置を用いた。Ｔダイ６３からポリプロピレンを単種単層構成にて吐出し、５０ｍ／ｍｉｎの速度で回転する外径９００ｍｍの冷却ローラー６４にて冷却固化し、厚み１００μｍのポリプロピレンフィルムとし、ワインダーにて巻取り、フィルムロール９を得た。スイーパーローラー１０は図１に示す構造とした。炭素鋼からなる軸１１にゴム硬度がＨｓ４０ＪＩＳＡのシリコーンゴム１２を１５ｍｍの厚さＲｔで被覆し、外径は２３０ｍｍとした。スイーパーローラー表面には２条の螺旋溝を設けた。設けた溝の形状は図１７に示す通りであり、凸部幅Ｐｗは３０ｍｍ、溝幅Ｇｗは３０ｍｍ、溝底幅Ｂｗは４０ｍｍ、溝深さＧｄは１０ｍｍとした。得られたフィルムを目視で観察しスイーパーマークの有無を確認したところ、スイーパーマークの発生を確認できなかった。
　（比較例）
　スイーパーローラー表面に設けた溝を図１８に示す形状とし、凸部幅Ｐｗは３０ｍｍ、溝幅Ｇｗは３０ｍｍ、溝深さＧｄは１０ｍｍとした以外は、実施例１と同じ装置および条件にて製膜し、フィルムロール９を得た。得られたフィルムを目視で観察しスイーパーマークの有無を確認したところ、凸部の両縁が接触する部分でキズによるスイーパーマークが発生していた。
　本発明は、ウェブやシート状の工業製品の製造工程における溝付ローラーとして利用でき、特にプラスチックフィルムの製造に好適であるが、その応用範囲がこれらに限られるものではない。
　１　　　溝付ローラー
　２　　　ウェブ
　３　　　ウェブロール体
　４　　　タッチローラー（コンタクトローラー）
　５　　　搬送ローラー
　６　　　ニップローラー
　７　　　プラスチックフィルム
　８　　　溝付拡幅ローラー
　９　　　フィルムロール
　１０　　スイーパーローラー
　１１　　軸
　１２　　ゴム
　１３　　螺旋溝
　１４　　軸受け
　１５　　凸部（非溝部）
　１６　　外筒部材
　１７　　ジャーナル
１８　　凸部の中央部
１９　　凸部の側面部
２０　　溝部
　２１　　凸部形状によって投影される影
　５１　　リング状溝
　６２　　溶融樹脂
　６３　　Ｔダイ
　６４　　冷却ローラー
　６７　　エッジスリット刃
　６８　　フィルムエッジ
　６９　　巻取部
　７１　　ダンサーローラー
　７２　　エッジスリット刃
　７４　　搬送部
　７５　　トリミング部
　７６　　巻取部
　８３　　傾斜溝
　８５　　凸部
　１３１　中軸
　１３２　外筒部材
　Ｏ　　　ローラーの中心軸
　Ｐ　　　光源
　Ｓ　　　直進光
　Ｄ　　　放射状成分の光
　Ｎ　　　凸部表面の縁間の中心とローラー回転軸中心とを通る線

Claims (5)

  1. 　表面に溝が形成された溝付ローラーであって、
    　前記溝はローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝またはローラー円周方向に沿う複数のリング状溝であり、
    　前記溝と溝とに挟まれた凸部は、ローラーの中心軸を通りこの中心軸に垂直な方向から凸部に向かって照射された直進光により、凸部の影がこの凸部を挟む溝のそれぞれに投影される形状である、溝付ローラー。
  2. 　表面に溝が形成された溝付ローラーであって、
    　前記溝はローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝またはローラー円周方向に沿う複数のリング状溝であり、
    　前記溝と溝とに挟まれた凸部は、中央部と、この中央部を挟み中央部より相対的に縦弾性係数の低い側面部とで構成されており、
    　前記中央部は、前記側面部が無い状態で、ローラーの中心軸を通りこの中心軸に垂直な方向から中央部に向かって照射された直進光により、中央部の影がこの中央部を挟む溝のそれぞれに投影される形状である、溝付ローラー。
  3. 　ウェブを搬送する複数の搬送ローラーとウェブをロール状に巻き取る巻取装置を備えたウェブロール体の製造装置であって、
    　前記搬送ローラー、前記巻取り装置で巻き取られるウェブロール体に対して圧接するタッチローラーおよびウェブを一対のローラーで挟圧するニップローラーからなる群より選ばれる少なくとも一つのローラーが請求項１または２の溝付ローラーである、ウェブロール体の製造装置。
  4. 　Ｔダイ、冷却ローラーおよびスイーパーローラーを備えたプラスチックフィルムの製造装置であって、
    　前記スイーパーローラーとしてローラー円周方向に沿う一条以上の螺旋溝が形成された請求項１または２の溝付ローラーを用いた、プラスチックフィルムの製造装置。
  5. 　請求項４のプラスチックフィルムの製造装置を用い、前記Ｔダイから溶融樹脂を吐出し、前記冷却ローラーに前記溶融樹脂を接触させて冷却固化し、前記融樹脂が冷却ローラーに接触してから離れるまでの間に、前記溶融樹脂または冷却固化されたプラスチックフィルムに前記スイーパーローラーを接触させる、プラスチックフィルムの製造方法。
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