シートロールの製造方法、シートロールおよびシートロールの製造装置
【課題】
比較的靭性の低いシートであっても、ロール状に巻き取る際に端面ズレやスリキズがなく、しかも安価かつ調整が容易で別異の欠陥を誘発することの少ないシートロールの製造方法、シートロール、およびシートロールの製造装置を提供する。
【解決手段】
走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシート３の幅方向の所定の位置におけるシート３の両面または片面の照射部位１８に、シート３に吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、照射部位１８および／またはその周辺部においてシート３を変形させ、その後、シート３をロール状に巻き取る。
比較的靭性の低いシートであっても、ロール状に巻き取る際に端面ズレやスリキズがなく、しかも安価かつ調整が容易で別異の欠陥を誘発することの少ないシートロールの製造方法、シートロール、およびシートロールの製造装置を提供する。
【解決手段】
走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシート３の幅方向の所定の位置におけるシート３の両面または片面の照射部位１８に、シート３に吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、照射部位１８および／またはその周辺部においてシート３を変形させ、その後、シート３をロール状に巻き取る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートロールの製造方法、シートロールおよびシートロールの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクリル樹脂フィルムは、透明性や表面光沢性および耐光性に優れているため、液晶ディスプレイ用シートまたはフィルム、導光板などの光学材料、車両用内装材および外装材、自動販売機の外装材、電化製品、建材用内装および外装材等の表面表皮に用いられたり、ポリカーボネート、塩化ビニルなどの表皮保護等の広範な分野で使用されている。しかしながら、一般にアクリル樹脂フィルムはポリエステルフィルムやポリプロピレンフィルムに比べて、靱性が低いために製膜時や加工時に割れ易く、破れ易いという問題があった。また、近年、ディスプレイ用シートに用いられることが多く、シート表面に擦り傷等の欠点の無いシートが所望されている。
【０００３】
一方、従来より、シートロールの製造方法においては、シートロールの端面ズレによる巻姿不良や、シート同士の擦れによるスリキズを防止するために、シートの幅方向の端部近傍に、特許文献１に開示されたようなエンボス加工や特許文献２に開示されたような帯電処理などの表面処理を施すことで、シート同士間の摩擦係数を増大させ、シート同士の密着力を高める方法が、知られている。
【０００４】
また、特許文献３には、表面処理の効果をより高めるために、シートを加熱しながらエンボス加工する方法、特許文献４にはエンボス自体を加熱しながらエンボス加工する方法も提案されている。
【０００５】
エンボス加工では、図１に示すように、エンボスリング１と対極リング２とでシート３を挟み、エンボスリング１を対極リング２に押し付け、エンボスリング１表面のエンボスパターンをシートに転写させる方法が一般的である。
【０００６】
しかし、この方法では、所望の転写跡を得るためには、エンボスリングと対極リングを均一かつ一定圧力で押し付けることが必要であり、調整が非常に困難という不具合があった。またエンボスリングとシートが擦れて発生する粉が原因となりシートに新たなキズを発生させるという不具合もあった。また、エンボスパターンを転写させるため、変形部が経時で変形前の状態に復元してしまうことがあり、シート同士の密着力を長時間維持できないという課題もあった。さらに、シートがアクリル樹脂フィルムやセルロースアシレートフィルムなど靭性が低いため割れ易く、破れ易いフィルムにおいては、エンボスリングを接触、押し付けることでエンボス加工を施す上記手法は、フィルム破れを生じやすく不適であった。また、シートやエンボスリングを加熱し、熱によるシートの塑性変形を利用したエンボス加工方法の場合は、上記不具合に加えて、温度調整が困難という不具合もあった。また、加熱したエンボスリングを接触させるため、エンボス加工を施す周辺部のフィルムも加熱される。そのため上記周辺部フィルムが軟化し、破れの原因となったり、フィルムの軟化範囲が広く、所望のエンボス加工を施すことが出来ない等の不具合もあった。
【０００７】
また帯電処理は、静電気のみでシート同士の間の密着力を高めるものであるため、新たなその密着力がエンボス加工に比べて弱く、特に厚番手のシートでは、シート同士のズレや擦れを防止する効果が不十分なことが多かった。また静電気が新たな帯電欠点を誘発するという場合もあった。
【特許文献１】特許第３４７９６６２号公報
【特許文献２】特開平９−２０２４９６号公報
【特許文献３】特開昭４９−１３２１５５号公報
【特許文献４】特開昭５２−９６６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明の目的は、上記問題点を解決し、ロール状に巻き取る際に端面ズレやスリキズがなく、しかも調整が容易で別異の欠陥を誘発することの少ないシートロールの製造方法、シートロールおよびシートロールの製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明によれば、走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取ることを特徴とするシートロールの製造方法が提供される。
【００１０】
また、本発明の別の形態によれば、走行する、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取ることを特徴とするシートロールの製造方法また、本発明の好ましい形態によれば、前記照射により形成された変形部位における最大シート厚みが、前記照射前のシート厚みの１０５％以上１５０％以下となるように前記エネルギー線を照射することを特徴とするシートロールの製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記変形部位を、前記シートの幅方向端部から前記シート幅方向に距離５０ｍｍの範囲内の領域に形成することを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エネルギー線を前記シートに対してシート幅方向に走査しながら前記照射部位に照射することを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エネルギー線として、エネルギー線源から発したエネルギー線を複数に分割したものを用いることを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記変形部位を、断続的に形成することを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記シートの走行速度に応じて、前記エネルギー線の出力を変化させながら前記照射部位に照射することを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エネルギー線としてレーザ光を用いることを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の別の形態によれば、走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシートの幅方向の所定の位置における前記シートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取って製造されてなるシートロールが提供される。
【００１８】
また、本発明の別の形態によれば、走行する、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートの幅方向の所定の位置における前記シートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取って製造されてなるシートロールが提供される。また、本発明の好ましい形態によれば、前記シートロールがアクリル樹脂フィルムロールからなることを特徴とするシートロールが提供される。
【００１９】
また、本発明の別の形態によれば、破断伸度が２％以上７０％以下のシートからなるシートロールを製造する製造装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置が提供される。
【００２０】
また、本発明の別の形態によれば、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートからなるシートロールを製造する製造装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置が提供される。また、本発明の好ましい形態によれば、前記シートロールを製造する製造装置がアクリル樹脂フィルムロールを製造する装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置が提供される。
【００２１】
本発明において、シートとしては、破断伸度が２％以上７０％以下の樹脂シート、または破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下の樹脂シートが用いられる。もちろん、破断伸度が２％以上７０％以下でかつ、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下の樹脂シートであっても良い。中でも、アクリル樹脂フィルムやセルロースアシレートフィルムなどのフィルムに有効である。また、これらの樹脂の混合物や共重合物であってもよい。また各種の添加剤、例えば帯電防止剤や、耐候剤や、無機または有機の粒子や、ワックス等の滑剤や、顔料を含むものであってもよい。
【００２２】
樹脂シートの破断伸度および破断強度は、ＪＩＳ Ｋ７１２７／２／１０−１９９９に規定された方法により求める。破断伸度とは、引っ張り試験機を用いて樹脂シート引っ張り、試料が破断したときの引っ張り伸び率のことであり、上記規定の方法に基づき、試験前の試料長さをＬ０、破断時の試料長さをＬとしたとき、破断伸度＝（Ｌ−Ｌ０）／Ｌ０を百分率（％）で表した値である。また、破断強度とは上記試験における破断時の荷重を試料の断面積で除した値を言う。破断伸度が２％より小さい、および／または破断強度が３０ＭＰａより小さいと、シートの靭性が非常に低く、巻き取り時に破れが発生する場合がある。逆に破断伸度および破断強度が高い場合、つまり靭性が大きい場合は、シートの割れや破れを防止するという観点から従来の技術とそれほど大きな差異は生じないが、比較的靭性の低いシート、すなわち破断伸度７０％以下および／または破断強度１２０ＭＰａ以下のシートにおいて、特に従来の技術と比べてシートの割れや破れを防止出来るため、本発明が好適となる。
【００２３】
本発明において、照射部位とは、エネルギー線が照射されるシートの位置のことであり、特に広幅シートの場合は両端２ヶ所に照射部位を設けることが好ましい。
【００２４】
本発明において、エネルギー線とは紫外線、可視光線、赤外線、レーザ光線、放射線など波長成分を含む、シートに対して非接触的な指向性のあるエネルギー伝播をいう。シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線とは、典型的には、シートに吸収されやすい波長成分が含まれている光線等であれば良く、例えばシートが樹脂である場合は気体レーザや固体レーザや半導体レーザなどのレーザ光が好ましい。
【００２５】
本発明において、シートの変形とは、変形部位においてシートが分割されることがなく、変形後もシートの一体性が維持される範囲で、かつシートをロール状に巻き取ったときに、変形部位のあるシートの面とこれに重ねて巻き取られたシートの層の面との間の摩擦を増大させる形状、化学的な表面改質等の性質の変化をいう。特にシート表面が熱により塑性変形したものが好ましい。
【００２６】
本発明において、照射前のシート厚みとは、エネルギー線を照射する前の幅方向の平均厚みである。
【００２７】
本発明において、エネルギー線の照射部位と、エネルギー線の照射によって形成された変形部位とが完全に一致する必要はなく、変形部位には照射部位だけでなく、例えば照射部位に囲まれた部位や、照射部位の周辺部など、照射が原因で変形する全ての部位が含まれる。
【００２８】
本発明において、シートの幅方向とは、シートの走行方向とシート面の法線方向とに対してそれぞれ直交する方向をいう。
【００２９】
本発明において、エネルギー線をシートの幅方向に走査する方法としては、例えば光学的な手段でエネルギー線をシートの幅方向にトラバースしながら照射する方法がある。ここで、幅方向に走査するとは、エネルギー線がシートの幅方向にトラバースする成分を有していればよいことをいい、走査する方向が必ずしも幅方向に完全に一致している必要はない。
【００３０】
本発明において、変形部位を断続的に形成するとは、複数の変形部位の集合状態をマクロ的に見た時に、例えば変形部位が点線や破線状に配置することを意味する。
【００３１】
本発明において、変形部位の形状や大きさ、個数は特に規定されないが、例えば面積０．０１〜１ｍｍ２程度の変形部位が、１個／１ｃｍ２以上の密度で、適宜規則的に配列されているのが好ましい。
【００３２】
本発明において、エネルギー線源から発したエネルギー線を複数に分割するとは、１本のエネルギー線を複数のエネルギー線に分岐することをいう。分割する手段としては、１本エネルギー線を拡散させ、複数のエネルギー線に再度集光させる方法が好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係るシートロールの製造方法によれば、シート同士の摩擦係数を増大させるために有効なシートへの表面処理として、効果を長時間維持できる塑性変形を利用した変形部位を、非接触な手段でシート上に形成することができるため、エンボス加工で課題となっていた、エンボスロールの対極ロールへの押し付け圧を均一に調整する必要もなくなる。またエンボスリングとシートの擦れによる粉の発生も防止でき、新たなキズを発生させる懸念も解消できる。またエンボスリングやシートを加熱する際の温度調整も不要となる。また帯電処理とは異なり、帯電欠点を誘発する懸念も小さい。さらには、比較的靭性が低く、割れや破れが発生し易い樹脂シートにおいて、上記変形部位を非接触で形成するため、加熱されるのがほぼ変形部位のみであり、変形部位周辺の加熱は極力抑えられ、変形部位周辺において割れや破れを生じることが少なく、生産性が格段に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の好ましい形態について説明する。
【００３５】
エネルギー線の照射により形成された変形部位における最大シート厚みは、シート同士がズレないだけの密着力を確保することができれば特に規制されないが、薄すぎるとシート同士がズレないだけの密着力を確保することができず、逆に厚すぎるとロール状に巻き取る際に積層され形成されるコブも大きくなり、コブ周辺に新たなシワを誘発したり、コンタクトロールにダメージを与えるという新たな不具合も発生するため、照射により形成された変形部位における最大シート厚みが、照射前のシート厚みの１０５％以上１５０％以下となるようエネルギー線を照射することが好ましい。照射前のシートの厚みの１０５％未満の場合は、シート同士の密着力が低く、１５０％よりも大きい場合はシワを誘発したり、コンタクトロールにダメージを与えるので好ましくない。なおコンタクトロールとは、シートをロール状に巻き取る際に、シート層間に噛み込む随伴エアを排除するため巻取ロールに押し当てるロールのことであり、一般的に表面がゴム被覆されたロールを用いる。
【００３６】
照射により形成された変形部位は、後工程において品質上の観点から屑として処理されることが一般的であるため、変形部位はシートの端部近傍に配置することが好ましく、特に後工程での歩留まり低下を防止するためには、変形部位は、シートの幅方向端部からシート幅方向に距離５０ｍｍの範囲内の領域に形成されていることが好ましい。変形部位がシートの幅方向端部から距離５０ｍｍ以上の場合は、歩留まりが低下して好ましくない。なお広巾シートの場合は変形部位を両端付近に２ヶ所に各々配置しても良い。
【００３７】
変形部位を幅方向において広範囲に形成すれば、フィルム同士の密着力をより高めることができる。変形部位を広範囲に分散して形成する手段としては、エネルギー線をシートに対してシート幅方向に走査しながら照射部位に照射することが、エネルギー線源を幅方向に多数並べて設置する必要がなくなり、本発明の目的が安価で達成できるため、好ましい。
【００３８】
照射により形成された変形部位を広範囲に形成する別の手段としては、エネルギー線としてエネルギー線源から発したエネルギー線を複数に分割してから照射部位に照射することが、やはりエネルギー線源を幅方向に多数並べて設置する必要がなくなり、本発明の目的が安価で達成できるため、好ましい。
【００３９】
変形部位を断続的に形成すれば、シート同士間の摩擦係数をより増大させ、シート同士の密着力を高めることができるため、好ましい。変形部位を断続的に形成する手段としては、例えばエネルギー線をパルス照射すれば良い。なお同出力のエネルギー線源でも連続照射よりパルス照射のほうが高いピーク出力を得られるため、変形部位を形成するために必要なエネルギー線源の出力を低くすることができ、本発明の目的が安価で達成できるという利点もある。
【００４０】
シートの走行速度に応じて、エネルギー線の出力を変化させながら照射部位に照射することも好ましい。シートを巻き取る際は走行速度に加減速が伴うため、シートの走行速度に応じて、エネルギー線源の出力を変化させながらシートに照射することで、シートの長手方向全域における変形部位におけるシート厚みの分布を例えば一定にするなど任意に調整することが容易に可能となる。
【００４１】
エネルギー線としてレーザ光を用いることで、照射部位に効率的に熱エネルギーを発生させ変形させることができるため、好ましい。レーザの種類は特に限定されないが、例えば樹脂シートを変形させるレーザとしては、樹脂への吸収率やレーザの出力安定性、レーザ発振器の価格などを考慮すると、ＣＯ２レーザが好ましい。波長は、特にプラスチックフィルムにおける吸収率の高い赤外線（０．８〜２０μｍ）の範囲内が好ましい。アクリル樹脂フィルムにおいては５．０〜１５．０μｍの波長が吸収率が高いため、より好適である。実用的には１０μｍ付近の波長を持つＣＯ２レーザが最適である。
【００４２】
本発明のシートロールは、変形部位によってシート同士間の摩擦係数が増大しシート同士の密着力が高まるため、ロール状に巻き取る際に端面ズレやスリキズがなく、好ましい。
【００４３】
本発明によれば、前記記載のシートロール製造装置を用いると、照射部位の変形によってシート同士間の摩擦係数が増大しシート同士の密着力が高まり、ロール状に巻き取る際に端面ズレやスリキズがないシートを製造することができるため、好ましい。
【００４４】
図２は、アクリル樹脂フィルムの広幅シートを狭幅に分割し複数の巻取ロールを巻き取る装置（スリッタ）に、本実施形態に係るシートロール製造方法を適用した場合の例を示すものである。
【００４５】
図２において、巻出ロール４より巻き出された広幅のアクリル樹脂フィルム９は、スリット部６で所定の小幅に分割スリットされ、レーザ照射部７で狭幅フィルムの各両端部近傍にレーザ照射された後に、巻取ロール５として巻き取られる。なお図２において、本発明に直接関係ない搬送ロール等は省略している。図３はレーザ照射部７をフィルム走行方向の鉛直上方から見た上面図、図４はレーザ照射部７をフィルムの走行方向上流から見た側断面図である。レーザ照射部７には、モータで回転する多角形のポリゴンミラー１１が設けられており、スリッタの側面に設置された市販のＣＯ２レーザ発振器１５からパルス波で出力されたＣＯ２レーザ光１６は、光路の途中に設けられた複数のミラー１４で光路を屈曲された後に、ポリゴンミラー１１の多角形面に入射される。なおミラーは平面鏡や曲面鏡など、レーザ光を反射できるものであれば特に限定されない。ポリゴンミラー１１が回転すると、ＣＯ２レーザ光１６の多角形面に対する入射角及び反射角が、多角形面のピッチで変化するため、反射したＣＯ２レーザ光１６は、ポリゴンミラー１１の回転に応じて光路がフィルム幅方向に走査され、アクリル樹脂フィルム９のフィルム端８近傍に変形部位１３ａが形成される。なおＣＯ２レーザ発振器１５からフィルムに照射される直前まで、ＣＯ２レーザ光１６の光路は、周囲にレーザ光が漏れないようにパイプやシールボックスなどで囲まれていることが好ましい。
【００４６】
図５にフィルム上に形成された変形部位の例を示す。アクリル樹脂フィルム９のフィルム端８近傍１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内には断続的な変形部位１３ａが形成される。また、パルス発振周波数を大きくすることで、形成される断続的な変形部位の一部が繋がって、一部連続的な変形部位を形成することも可能である。
【００４７】
図６に変形部位１３ａの断面図を示す。ＣＯ２レーザ光はポリエステルフィルムに吸収され照射部位１８には熱エネルギーが発生するため、フィルムが溶融し、その表面張力によって、図６に示すように照射部位１８の周縁部にはビード状の盛り上がり１７が形成される。なお変形部位１３ａの盛り上がり１７の高さが、アクリル樹脂フィルム９の走行速度に応じた最適値となるようにＣＯ２レーザ発振器１５の出力はアクリル樹脂フィルム９の走行速度に応じて適宜変更可能である。レーザ照射部はフィルムの両端２ヶ所に設けられており（上記説明では片側を省略）、フィルム両端２ヶ所にレーザ照射されたフィルムは、ロール状に巻き取られる際にフィルム同士がずれないため、端面ズレやスリキズを防止できる。
【００４８】
なおレーザ光の光路をフィルム幅方向に走査させる手段としては、ポリゴンミラーのかわりに、平面ミラーをモータで振動させてレーザ光１６を幅方向に走査させるガルバノミラー方式を用いても良い。また、図７に示すように、プリズムレンズ１９等の分割手段でレーザの光路をフィルム幅方向に複数に分割し、分割したレーザ光をフィルムに照射することで、図８に示すような変形部位１３ｂを形成しても良い。
【００４９】
なおシートをロール状に巻き取る工程の上流において、シートの端部近傍にレーザ照射による変形部位を形成できれば、レーザ照射部の場所は特に規制されない。図２ではレーザ照射部の下流にスリット部を設けているが、スリット部の下流にレーザ照射部を設けても良いし、図９に示すように、巻出ロール４上や巻取ロール５上にレーザ照射部を設けても良い。また製膜工程で成形されたシートを、中間製品として広幅のままロール状に巻き取る工程の途中にレーザ照射部を設けても良い。
【実施例】
【００５０】
以上のシートロール製造方法を、樹脂シートのスリッタに適用する具体例について説明する。樹脂シートには厚み８０μｍのアクリル樹脂フィルムを用いる。スリッタは幅２０００ｍｍのフィルムロールを巻き出す巻出部、フィルムを幅１０００ｍｍの小幅に２分割スリットするスリット部、狭幅フィルムの各両端部にＣＯ２レーザを照射するレーザ照射部、狭幅フィルムをロール状に巻き取る巻取部から構成される。なおフィルムの走行速度は６０ｍ／分である。レーザ照射部では、スリッタの側部に設けられた出力１０〜３０Ｗの範囲で可変のＣＯ２レーザ発振器（波長１０．６μｍ）から２０００Ｈｚの周波数でパルス発振されたＣＯ２レーザ光が、ミラーで光路を屈曲されポリゴンミラーに入射された後、ポリゴンミラーからの反射光がフィルム端部近傍の幅方向１０ｍｍの範囲を所定の速度で走査しながらフィルムに照射されるように、ポリゴンミラーがモータで回転されている。なおレーザがフィルムに照射される際のスポット径は０．１ｍｍである。なおシートの蛇行などでレーザ光の照射位置からシートが外れ、シート端面を変形させてしまう可能性があるため、フィルム端部より幅方向に少なくとも５ｍｍ程度内側の場所から、さらに内側の範囲を幅方向にトラバースしている。
ここで、アクリル樹脂フィルムの破断伸度および破断強度をＪＩＳ Ｋ７１２７／２／１０−１９９９に規定された方法により、商品名：ロボットテンシロンＲＴＡ１００（オリエンテック社製）を用いて、２５℃、６５％ＲＨ雰囲気で５回測定を行い、平均値を求めた。ただし、試験片は上記ＪＩＳ規格における試験片タイプ２であり、幅１０ｍｍで長さ１５０ｍｍ（標線間距離は５０ｍｍ）の試料とした。また、試験速度は１０ｍｍ／ｍｉｎとした。試験を開始してから荷重が１Ｎを通過した点を伸びの原点とした。
［実施例１］
上記試験の結果、破断伸度３５％、破断強度７５ＭＰａであったフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を１０Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を０．５ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１０に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは８５μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１０６％）であった。
［実施例２］
実施例１と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を２１Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を１ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１１に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは８８μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１１０％）であった。
［実施例３］
実施例１と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を２７Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を１ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１１に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは９８μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１２３％）であった。
［実施例４］
上記試験の結果、破断伸度１１％、破断強度５０ＭＰａのフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を２１Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を１ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１１に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは８７μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１０９％）であった。
［実施例５］
上記試験の結果、破断伸度４％、破断強度４０ＭＰａのフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を２１Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を１ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１１に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは８７μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１０９％）であった。
［比較例１］
実施例１と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、図１に示す方法で、エンボスリングと対極リングの間に上記フィルムを挟みながら走行させた。ここで、エンボスリングとしては外径が１２０ｍｍ、面長が１００ｍｍの金属製リングであり、回転可能に支持されている。リング表面の面長中央部の位置に幅１０ｍｍでエンボス模様が形成されている。エンボス模様としては、底面径が０．９ｍｍ、頂面が約０．３ｍｍ、高さが０．６ｍｍの台形型の円柱形状からなる模様が一様に配置されている。また、対極リングは外径が１２０ｍｍ、面長が１００ｍｍの金属製リングで、回転可能に支持されている。なお、エンボスリングの押圧は２ｋＮ／ｍとし、エンボスリングの表面温度は２００℃とした。エンボスリング接触後１０ｍは走行したものの、エンボスリング接触部からフィルムが破れ、ロール状に巻き取ることは出来なかった。なお、変形部位の最大厚みは９２μｍ（エンボスリング接触前の厚み８０μｍに対して１１５％）であった。
【００５１】
［比較例２］
実施例４と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、図１に示す方法で、エンボスリングと対極リングの間に上記フィルムを挟みながら走行させた。なお、エンボスリングと対極リングの構成は比較例１と同じとし、エンボスリングの押圧は２ｋＮ／ｍとし、エンボスリングの表面温度は２００℃とした。エンボスリング接触後すぐにエンボスリング接触部からフィルムが破れ、ロール状に巻き取ることは出来なかった。
【００５２】
［比較例３］
実施例５と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、図１に示す方法で、エンボスリングと対極リングの間に上記フィルムを挟みながら走行させた。なお、なお、エンボスリングと対極リングの構成は比較例１と同じとし、エンボスリングの押圧は１．５ｋＮ／ｍとし、エンボスリングの表面温度は２００℃とした。エンボスリング接触後すぐにエンボスリング接触部からフィルムが破れ、ロール状に巻き取ることは出来なかった。
【００５３】
フィルム端部近傍に実施例１〜５に示すような変形部位を形成したフィルムはいずれも、ロール状に巻き取られる際にフィルム同士がずれないため、端面ズレやスリキズを防止できる。一方、比較例１〜３に示すような方法では、安定してフィルムに変形部位を形成できず、ロール状に巻き取ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、シートが樹脂シートの場合に特に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来のエンボス加工を示す構成概略図である。
【図２】本発明のシートロール製造方法の一実施形態を示す構成概略図である。
【図３】図２のレーザ照射部をフィルムの走行方向の鉛直上方から見た上面図である。
【図４】図２のレーザ照射部をフィルムの走行方向上流から見た側面図である。
【図５】図２においてフィルム上に断続的に形成される変形部位を示す概略図である。
【図６】図５の変形部位のＡ−Ａ′縦断面図である。
【図７】本発明のシートロール製造方法の別の一実施形態におけるレーザ照射部をフィルム走行方向上流から見た側面図である。
【図８】図７においてフィルム上に断続的に形成される変形部位を示す概略図である。
【図９】本発明のシートロール製造方法の別の一実施形態を示す構成概略図である。
【図１０】実施例１においてフィルム上に断続的に形成される変形部位を示す概略図である。
【図１１】実施例２〜５においてフィルム上に断続的に形成される変形部位を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ エンボスリング
２ 対極リング
３ シート
４ 巻出ロール
５ 巻取ロール
６ スリット部
７ レーザ照射部
８ フィルム端
９ アクリル樹脂フィルム
１０ モータ
１１ ポリゴンミラー
１２ カバー
１３ａ，１３ｂ 変形部位
１４ ミラー
１５ ＣＯ２レーザ発振器
１６ ＣＯ２レーザ光
１７ 盛り上がり
１８ 照射部位
１９ プリズムレンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートロールの製造方法、シートロールおよびシートロールの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクリル樹脂フィルムは、透明性や表面光沢性および耐光性に優れているため、液晶ディスプレイ用シートまたはフィルム、導光板などの光学材料、車両用内装材および外装材、自動販売機の外装材、電化製品、建材用内装および外装材等の表面表皮に用いられたり、ポリカーボネート、塩化ビニルなどの表皮保護等の広範な分野で使用されている。しかしながら、一般にアクリル樹脂フィルムはポリエステルフィルムやポリプロピレンフィルムに比べて、靱性が低いために製膜時や加工時に割れ易く、破れ易いという問題があった。また、近年、ディスプレイ用シートに用いられることが多く、シート表面に擦り傷等の欠点の無いシートが所望されている。
【０００３】
一方、従来より、シートロールの製造方法においては、シートロールの端面ズレによる巻姿不良や、シート同士の擦れによるスリキズを防止するために、シートの幅方向の端部近傍に、特許文献１に開示されたようなエンボス加工や特許文献２に開示されたような帯電処理などの表面処理を施すことで、シート同士間の摩擦係数を増大させ、シート同士の密着力を高める方法が、知られている。
【０００４】
また、特許文献３には、表面処理の効果をより高めるために、シートを加熱しながらエンボス加工する方法、特許文献４にはエンボス自体を加熱しながらエンボス加工する方法も提案されている。
【０００５】
エンボス加工では、図１に示すように、エンボスリング１と対極リング２とでシート３を挟み、エンボスリング１を対極リング２に押し付け、エンボスリング１表面のエンボスパターンをシートに転写させる方法が一般的である。
【０００６】
しかし、この方法では、所望の転写跡を得るためには、エンボスリングと対極リングを均一かつ一定圧力で押し付けることが必要であり、調整が非常に困難という不具合があった。またエンボスリングとシートが擦れて発生する粉が原因となりシートに新たなキズを発生させるという不具合もあった。また、エンボスパターンを転写させるため、変形部が経時で変形前の状態に復元してしまうことがあり、シート同士の密着力を長時間維持できないという課題もあった。さらに、シートがアクリル樹脂フィルムやセルロースアシレートフィルムなど靭性が低いため割れ易く、破れ易いフィルムにおいては、エンボスリングを接触、押し付けることでエンボス加工を施す上記手法は、フィルム破れを生じやすく不適であった。また、シートやエンボスリングを加熱し、熱によるシートの塑性変形を利用したエンボス加工方法の場合は、上記不具合に加えて、温度調整が困難という不具合もあった。また、加熱したエンボスリングを接触させるため、エンボス加工を施す周辺部のフィルムも加熱される。そのため上記周辺部フィルムが軟化し、破れの原因となったり、フィルムの軟化範囲が広く、所望のエンボス加工を施すことが出来ない等の不具合もあった。
【０００７】
また帯電処理は、静電気のみでシート同士の間の密着力を高めるものであるため、新たなその密着力がエンボス加工に比べて弱く、特に厚番手のシートでは、シート同士のズレや擦れを防止する効果が不十分なことが多かった。また静電気が新たな帯電欠点を誘発するという場合もあった。
【特許文献１】特許第３４７９６６２号公報
【特許文献２】特開平９−２０２４９６号公報
【特許文献３】特開昭４９−１３２１５５号公報
【特許文献４】特開昭５２−９６６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明の目的は、上記問題点を解決し、ロール状に巻き取る際に端面ズレやスリキズがなく、しかも調整が容易で別異の欠陥を誘発することの少ないシートロールの製造方法、シートロールおよびシートロールの製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明によれば、走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取ることを特徴とするシートロールの製造方法が提供される。
【００１０】
また、本発明の別の形態によれば、走行する、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取ることを特徴とするシートロールの製造方法また、本発明の好ましい形態によれば、前記照射により形成された変形部位における最大シート厚みが、前記照射前のシート厚みの１０５％以上１５０％以下となるように前記エネルギー線を照射することを特徴とするシートロールの製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記変形部位を、前記シートの幅方向端部から前記シート幅方向に距離５０ｍｍの範囲内の領域に形成することを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エネルギー線を前記シートに対してシート幅方向に走査しながら前記照射部位に照射することを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エネルギー線として、エネルギー線源から発したエネルギー線を複数に分割したものを用いることを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記変形部位を、断続的に形成することを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記シートの走行速度に応じて、前記エネルギー線の出力を変化させながら前記照射部位に照射することを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記エネルギー線としてレーザ光を用いることを特徴とするシートロール製造方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の別の形態によれば、走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシートの幅方向の所定の位置における前記シートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取って製造されてなるシートロールが提供される。
【００１８】
また、本発明の別の形態によれば、走行する、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートの幅方向の所定の位置における前記シートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取って製造されてなるシートロールが提供される。また、本発明の好ましい形態によれば、前記シートロールがアクリル樹脂フィルムロールからなることを特徴とするシートロールが提供される。
【００１９】
また、本発明の別の形態によれば、破断伸度が２％以上７０％以下のシートからなるシートロールを製造する製造装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置が提供される。
【００２０】
また、本発明の別の形態によれば、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートからなるシートロールを製造する製造装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置が提供される。また、本発明の好ましい形態によれば、前記シートロールを製造する製造装置がアクリル樹脂フィルムロールを製造する装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置が提供される。
【００２１】
本発明において、シートとしては、破断伸度が２％以上７０％以下の樹脂シート、または破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下の樹脂シートが用いられる。もちろん、破断伸度が２％以上７０％以下でかつ、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下の樹脂シートであっても良い。中でも、アクリル樹脂フィルムやセルロースアシレートフィルムなどのフィルムに有効である。また、これらの樹脂の混合物や共重合物であってもよい。また各種の添加剤、例えば帯電防止剤や、耐候剤や、無機または有機の粒子や、ワックス等の滑剤や、顔料を含むものであってもよい。
【００２２】
樹脂シートの破断伸度および破断強度は、ＪＩＳ Ｋ７１２７／２／１０−１９９９に規定された方法により求める。破断伸度とは、引っ張り試験機を用いて樹脂シート引っ張り、試料が破断したときの引っ張り伸び率のことであり、上記規定の方法に基づき、試験前の試料長さをＬ０、破断時の試料長さをＬとしたとき、破断伸度＝（Ｌ−Ｌ０）／Ｌ０を百分率（％）で表した値である。また、破断強度とは上記試験における破断時の荷重を試料の断面積で除した値を言う。破断伸度が２％より小さい、および／または破断強度が３０ＭＰａより小さいと、シートの靭性が非常に低く、巻き取り時に破れが発生する場合がある。逆に破断伸度および破断強度が高い場合、つまり靭性が大きい場合は、シートの割れや破れを防止するという観点から従来の技術とそれほど大きな差異は生じないが、比較的靭性の低いシート、すなわち破断伸度７０％以下および／または破断強度１２０ＭＰａ以下のシートにおいて、特に従来の技術と比べてシートの割れや破れを防止出来るため、本発明が好適となる。
【００２３】
本発明において、照射部位とは、エネルギー線が照射されるシートの位置のことであり、特に広幅シートの場合は両端２ヶ所に照射部位を設けることが好ましい。
【００２４】
本発明において、エネルギー線とは紫外線、可視光線、赤外線、レーザ光線、放射線など波長成分を含む、シートに対して非接触的な指向性のあるエネルギー伝播をいう。シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線とは、典型的には、シートに吸収されやすい波長成分が含まれている光線等であれば良く、例えばシートが樹脂である場合は気体レーザや固体レーザや半導体レーザなどのレーザ光が好ましい。
【００２５】
本発明において、シートの変形とは、変形部位においてシートが分割されることがなく、変形後もシートの一体性が維持される範囲で、かつシートをロール状に巻き取ったときに、変形部位のあるシートの面とこれに重ねて巻き取られたシートの層の面との間の摩擦を増大させる形状、化学的な表面改質等の性質の変化をいう。特にシート表面が熱により塑性変形したものが好ましい。
【００２６】
本発明において、照射前のシート厚みとは、エネルギー線を照射する前の幅方向の平均厚みである。
【００２７】
本発明において、エネルギー線の照射部位と、エネルギー線の照射によって形成された変形部位とが完全に一致する必要はなく、変形部位には照射部位だけでなく、例えば照射部位に囲まれた部位や、照射部位の周辺部など、照射が原因で変形する全ての部位が含まれる。
【００２８】
本発明において、シートの幅方向とは、シートの走行方向とシート面の法線方向とに対してそれぞれ直交する方向をいう。
【００２９】
本発明において、エネルギー線をシートの幅方向に走査する方法としては、例えば光学的な手段でエネルギー線をシートの幅方向にトラバースしながら照射する方法がある。ここで、幅方向に走査するとは、エネルギー線がシートの幅方向にトラバースする成分を有していればよいことをいい、走査する方向が必ずしも幅方向に完全に一致している必要はない。
【００３０】
本発明において、変形部位を断続的に形成するとは、複数の変形部位の集合状態をマクロ的に見た時に、例えば変形部位が点線や破線状に配置することを意味する。
【００３１】
本発明において、変形部位の形状や大きさ、個数は特に規定されないが、例えば面積０．０１〜１ｍｍ２程度の変形部位が、１個／１ｃｍ２以上の密度で、適宜規則的に配列されているのが好ましい。
【００３２】
本発明において、エネルギー線源から発したエネルギー線を複数に分割するとは、１本のエネルギー線を複数のエネルギー線に分岐することをいう。分割する手段としては、１本エネルギー線を拡散させ、複数のエネルギー線に再度集光させる方法が好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係るシートロールの製造方法によれば、シート同士の摩擦係数を増大させるために有効なシートへの表面処理として、効果を長時間維持できる塑性変形を利用した変形部位を、非接触な手段でシート上に形成することができるため、エンボス加工で課題となっていた、エンボスロールの対極ロールへの押し付け圧を均一に調整する必要もなくなる。またエンボスリングとシートの擦れによる粉の発生も防止でき、新たなキズを発生させる懸念も解消できる。またエンボスリングやシートを加熱する際の温度調整も不要となる。また帯電処理とは異なり、帯電欠点を誘発する懸念も小さい。さらには、比較的靭性が低く、割れや破れが発生し易い樹脂シートにおいて、上記変形部位を非接触で形成するため、加熱されるのがほぼ変形部位のみであり、変形部位周辺の加熱は極力抑えられ、変形部位周辺において割れや破れを生じることが少なく、生産性が格段に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の好ましい形態について説明する。
【００３５】
エネルギー線の照射により形成された変形部位における最大シート厚みは、シート同士がズレないだけの密着力を確保することができれば特に規制されないが、薄すぎるとシート同士がズレないだけの密着力を確保することができず、逆に厚すぎるとロール状に巻き取る際に積層され形成されるコブも大きくなり、コブ周辺に新たなシワを誘発したり、コンタクトロールにダメージを与えるという新たな不具合も発生するため、照射により形成された変形部位における最大シート厚みが、照射前のシート厚みの１０５％以上１５０％以下となるようエネルギー線を照射することが好ましい。照射前のシートの厚みの１０５％未満の場合は、シート同士の密着力が低く、１５０％よりも大きい場合はシワを誘発したり、コンタクトロールにダメージを与えるので好ましくない。なおコンタクトロールとは、シートをロール状に巻き取る際に、シート層間に噛み込む随伴エアを排除するため巻取ロールに押し当てるロールのことであり、一般的に表面がゴム被覆されたロールを用いる。
【００３６】
照射により形成された変形部位は、後工程において品質上の観点から屑として処理されることが一般的であるため、変形部位はシートの端部近傍に配置することが好ましく、特に後工程での歩留まり低下を防止するためには、変形部位は、シートの幅方向端部からシート幅方向に距離５０ｍｍの範囲内の領域に形成されていることが好ましい。変形部位がシートの幅方向端部から距離５０ｍｍ以上の場合は、歩留まりが低下して好ましくない。なお広巾シートの場合は変形部位を両端付近に２ヶ所に各々配置しても良い。
【００３７】
変形部位を幅方向において広範囲に形成すれば、フィルム同士の密着力をより高めることができる。変形部位を広範囲に分散して形成する手段としては、エネルギー線をシートに対してシート幅方向に走査しながら照射部位に照射することが、エネルギー線源を幅方向に多数並べて設置する必要がなくなり、本発明の目的が安価で達成できるため、好ましい。
【００３８】
照射により形成された変形部位を広範囲に形成する別の手段としては、エネルギー線としてエネルギー線源から発したエネルギー線を複数に分割してから照射部位に照射することが、やはりエネルギー線源を幅方向に多数並べて設置する必要がなくなり、本発明の目的が安価で達成できるため、好ましい。
【００３９】
変形部位を断続的に形成すれば、シート同士間の摩擦係数をより増大させ、シート同士の密着力を高めることができるため、好ましい。変形部位を断続的に形成する手段としては、例えばエネルギー線をパルス照射すれば良い。なお同出力のエネルギー線源でも連続照射よりパルス照射のほうが高いピーク出力を得られるため、変形部位を形成するために必要なエネルギー線源の出力を低くすることができ、本発明の目的が安価で達成できるという利点もある。
【００４０】
シートの走行速度に応じて、エネルギー線の出力を変化させながら照射部位に照射することも好ましい。シートを巻き取る際は走行速度に加減速が伴うため、シートの走行速度に応じて、エネルギー線源の出力を変化させながらシートに照射することで、シートの長手方向全域における変形部位におけるシート厚みの分布を例えば一定にするなど任意に調整することが容易に可能となる。
【００４１】
エネルギー線としてレーザ光を用いることで、照射部位に効率的に熱エネルギーを発生させ変形させることができるため、好ましい。レーザの種類は特に限定されないが、例えば樹脂シートを変形させるレーザとしては、樹脂への吸収率やレーザの出力安定性、レーザ発振器の価格などを考慮すると、ＣＯ２レーザが好ましい。波長は、特にプラスチックフィルムにおける吸収率の高い赤外線（０．８〜２０μｍ）の範囲内が好ましい。アクリル樹脂フィルムにおいては５．０〜１５．０μｍの波長が吸収率が高いため、より好適である。実用的には１０μｍ付近の波長を持つＣＯ２レーザが最適である。
【００４２】
本発明のシートロールは、変形部位によってシート同士間の摩擦係数が増大しシート同士の密着力が高まるため、ロール状に巻き取る際に端面ズレやスリキズがなく、好ましい。
【００４３】
本発明によれば、前記記載のシートロール製造装置を用いると、照射部位の変形によってシート同士間の摩擦係数が増大しシート同士の密着力が高まり、ロール状に巻き取る際に端面ズレやスリキズがないシートを製造することができるため、好ましい。
【００４４】
図２は、アクリル樹脂フィルムの広幅シートを狭幅に分割し複数の巻取ロールを巻き取る装置（スリッタ）に、本実施形態に係るシートロール製造方法を適用した場合の例を示すものである。
【００４５】
図２において、巻出ロール４より巻き出された広幅のアクリル樹脂フィルム９は、スリット部６で所定の小幅に分割スリットされ、レーザ照射部７で狭幅フィルムの各両端部近傍にレーザ照射された後に、巻取ロール５として巻き取られる。なお図２において、本発明に直接関係ない搬送ロール等は省略している。図３はレーザ照射部７をフィルム走行方向の鉛直上方から見た上面図、図４はレーザ照射部７をフィルムの走行方向上流から見た側断面図である。レーザ照射部７には、モータで回転する多角形のポリゴンミラー１１が設けられており、スリッタの側面に設置された市販のＣＯ２レーザ発振器１５からパルス波で出力されたＣＯ２レーザ光１６は、光路の途中に設けられた複数のミラー１４で光路を屈曲された後に、ポリゴンミラー１１の多角形面に入射される。なおミラーは平面鏡や曲面鏡など、レーザ光を反射できるものであれば特に限定されない。ポリゴンミラー１１が回転すると、ＣＯ２レーザ光１６の多角形面に対する入射角及び反射角が、多角形面のピッチで変化するため、反射したＣＯ２レーザ光１６は、ポリゴンミラー１１の回転に応じて光路がフィルム幅方向に走査され、アクリル樹脂フィルム９のフィルム端８近傍に変形部位１３ａが形成される。なおＣＯ２レーザ発振器１５からフィルムに照射される直前まで、ＣＯ２レーザ光１６の光路は、周囲にレーザ光が漏れないようにパイプやシールボックスなどで囲まれていることが好ましい。
【００４６】
図５にフィルム上に形成された変形部位の例を示す。アクリル樹脂フィルム９のフィルム端８近傍１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内には断続的な変形部位１３ａが形成される。また、パルス発振周波数を大きくすることで、形成される断続的な変形部位の一部が繋がって、一部連続的な変形部位を形成することも可能である。
【００４７】
図６に変形部位１３ａの断面図を示す。ＣＯ２レーザ光はポリエステルフィルムに吸収され照射部位１８には熱エネルギーが発生するため、フィルムが溶融し、その表面張力によって、図６に示すように照射部位１８の周縁部にはビード状の盛り上がり１７が形成される。なお変形部位１３ａの盛り上がり１７の高さが、アクリル樹脂フィルム９の走行速度に応じた最適値となるようにＣＯ２レーザ発振器１５の出力はアクリル樹脂フィルム９の走行速度に応じて適宜変更可能である。レーザ照射部はフィルムの両端２ヶ所に設けられており（上記説明では片側を省略）、フィルム両端２ヶ所にレーザ照射されたフィルムは、ロール状に巻き取られる際にフィルム同士がずれないため、端面ズレやスリキズを防止できる。
【００４８】
なおレーザ光の光路をフィルム幅方向に走査させる手段としては、ポリゴンミラーのかわりに、平面ミラーをモータで振動させてレーザ光１６を幅方向に走査させるガルバノミラー方式を用いても良い。また、図７に示すように、プリズムレンズ１９等の分割手段でレーザの光路をフィルム幅方向に複数に分割し、分割したレーザ光をフィルムに照射することで、図８に示すような変形部位１３ｂを形成しても良い。
【００４９】
なおシートをロール状に巻き取る工程の上流において、シートの端部近傍にレーザ照射による変形部位を形成できれば、レーザ照射部の場所は特に規制されない。図２ではレーザ照射部の下流にスリット部を設けているが、スリット部の下流にレーザ照射部を設けても良いし、図９に示すように、巻出ロール４上や巻取ロール５上にレーザ照射部を設けても良い。また製膜工程で成形されたシートを、中間製品として広幅のままロール状に巻き取る工程の途中にレーザ照射部を設けても良い。
【実施例】
【００５０】
以上のシートロール製造方法を、樹脂シートのスリッタに適用する具体例について説明する。樹脂シートには厚み８０μｍのアクリル樹脂フィルムを用いる。スリッタは幅２０００ｍｍのフィルムロールを巻き出す巻出部、フィルムを幅１０００ｍｍの小幅に２分割スリットするスリット部、狭幅フィルムの各両端部にＣＯ２レーザを照射するレーザ照射部、狭幅フィルムをロール状に巻き取る巻取部から構成される。なおフィルムの走行速度は６０ｍ／分である。レーザ照射部では、スリッタの側部に設けられた出力１０〜３０Ｗの範囲で可変のＣＯ２レーザ発振器（波長１０．６μｍ）から２０００Ｈｚの周波数でパルス発振されたＣＯ２レーザ光が、ミラーで光路を屈曲されポリゴンミラーに入射された後、ポリゴンミラーからの反射光がフィルム端部近傍の幅方向１０ｍｍの範囲を所定の速度で走査しながらフィルムに照射されるように、ポリゴンミラーがモータで回転されている。なおレーザがフィルムに照射される際のスポット径は０．１ｍｍである。なおシートの蛇行などでレーザ光の照射位置からシートが外れ、シート端面を変形させてしまう可能性があるため、フィルム端部より幅方向に少なくとも５ｍｍ程度内側の場所から、さらに内側の範囲を幅方向にトラバースしている。
ここで、アクリル樹脂フィルムの破断伸度および破断強度をＪＩＳ Ｋ７１２７／２／１０−１９９９に規定された方法により、商品名：ロボットテンシロンＲＴＡ１００（オリエンテック社製）を用いて、２５℃、６５％ＲＨ雰囲気で５回測定を行い、平均値を求めた。ただし、試験片は上記ＪＩＳ規格における試験片タイプ２であり、幅１０ｍｍで長さ１５０ｍｍ（標線間距離は５０ｍｍ）の試料とした。また、試験速度は１０ｍｍ／ｍｉｎとした。試験を開始してから荷重が１Ｎを通過した点を伸びの原点とした。
［実施例１］
上記試験の結果、破断伸度３５％、破断強度７５ＭＰａであったフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を１０Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を０．５ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１０に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは８５μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１０６％）であった。
［実施例２］
実施例１と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を２１Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を１ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１１に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは８８μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１１０％）であった。
［実施例３］
実施例１と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を２７Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を１ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１１に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは９８μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１２３％）であった。
［実施例４］
上記試験の結果、破断伸度１１％、破断強度５０ＭＰａのフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を２１Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を１ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１１に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは８７μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１０９％）であった。
［実施例５］
上記試験の結果、破断伸度４％、破断強度４０ＭＰａのフィルムに対して、レーザ照射部において、レーザ光の出力を２１Ｗ、レーザ光のフィルム幅方向走査速度を１ｍ／秒とした場合にフィルム上に形成される断続的な変形部位の概略図は図１１に示すとおりである。なお変形部位の最大厚みは８７μｍ（照射前の厚み８０μｍに対して１０９％）であった。
［比較例１］
実施例１と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、図１に示す方法で、エンボスリングと対極リングの間に上記フィルムを挟みながら走行させた。ここで、エンボスリングとしては外径が１２０ｍｍ、面長が１００ｍｍの金属製リングであり、回転可能に支持されている。リング表面の面長中央部の位置に幅１０ｍｍでエンボス模様が形成されている。エンボス模様としては、底面径が０．９ｍｍ、頂面が約０．３ｍｍ、高さが０．６ｍｍの台形型の円柱形状からなる模様が一様に配置されている。また、対極リングは外径が１２０ｍｍ、面長が１００ｍｍの金属製リングで、回転可能に支持されている。なお、エンボスリングの押圧は２ｋＮ／ｍとし、エンボスリングの表面温度は２００℃とした。エンボスリング接触後１０ｍは走行したものの、エンボスリング接触部からフィルムが破れ、ロール状に巻き取ることは出来なかった。なお、変形部位の最大厚みは９２μｍ（エンボスリング接触前の厚み８０μｍに対して１１５％）であった。
【００５１】
［比較例２］
実施例４と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、図１に示す方法で、エンボスリングと対極リングの間に上記フィルムを挟みながら走行させた。なお、エンボスリングと対極リングの構成は比較例１と同じとし、エンボスリングの押圧は２ｋＮ／ｍとし、エンボスリングの表面温度は２００℃とした。エンボスリング接触後すぐにエンボスリング接触部からフィルムが破れ、ロール状に巻き取ることは出来なかった。
【００５２】
［比較例３］
実施例５と同じ破断伸度および破断強度のフィルムに対して、図１に示す方法で、エンボスリングと対極リングの間に上記フィルムを挟みながら走行させた。なお、なお、エンボスリングと対極リングの構成は比較例１と同じとし、エンボスリングの押圧は１．５ｋＮ／ｍとし、エンボスリングの表面温度は２００℃とした。エンボスリング接触後すぐにエンボスリング接触部からフィルムが破れ、ロール状に巻き取ることは出来なかった。
【００５３】
フィルム端部近傍に実施例１〜５に示すような変形部位を形成したフィルムはいずれも、ロール状に巻き取られる際にフィルム同士がずれないため、端面ズレやスリキズを防止できる。一方、比較例１〜３に示すような方法では、安定してフィルムに変形部位を形成できず、ロール状に巻き取ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、シートが樹脂シートの場合に特に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来のエンボス加工を示す構成概略図である。
【図２】本発明のシートロール製造方法の一実施形態を示す構成概略図である。
【図３】図２のレーザ照射部をフィルムの走行方向の鉛直上方から見た上面図である。
【図４】図２のレーザ照射部をフィルムの走行方向上流から見た側面図である。
【図５】図２においてフィルム上に断続的に形成される変形部位を示す概略図である。
【図６】図５の変形部位のＡ−Ａ′縦断面図である。
【図７】本発明のシートロール製造方法の別の一実施形態におけるレーザ照射部をフィルム走行方向上流から見た側面図である。
【図８】図７においてフィルム上に断続的に形成される変形部位を示す概略図である。
【図９】本発明のシートロール製造方法の別の一実施形態を示す構成概略図である。
【図１０】実施例１においてフィルム上に断続的に形成される変形部位を示す概略図である。
【図１１】実施例２〜５においてフィルム上に断続的に形成される変形部位を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ エンボスリング
２ 対極リング
３ シート
４ 巻出ロール
５ 巻取ロール
６ スリット部
７ レーザ照射部
８ フィルム端
９ アクリル樹脂フィルム
１０ モータ
１１ ポリゴンミラー
１２ カバー
１３ａ，１３ｂ 変形部位
１４ ミラー
１５ ＣＯ２レーザ発振器
１６ ＣＯ２レーザ光
１７ 盛り上がり
１８ 照射部位
１９ プリズムレンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取ることを特徴とするシートロールの製造方法。
【請求項２】
走行する、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取ることを特徴とするシートロールの製造方法。
【請求項３】
前記照射により形成された前記変形部位における最大シート厚みが、前記照射前のシート厚みの１０５％以上１５０％以下となるよう前記エネルギー線を照射することを特徴とする、請求項１および／または請求項２に記載のシートロールの製造方法。
【請求項４】
前記変形部位を、前記シートの幅方向端部から前記シートの幅方向に距離５０ｍｍの範囲内の領域に形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項５】
前記エネルギー線を前記シートに対して前記シートの幅方向に走査しながら前記照射部位に照射することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項６】
前記エネルギー線として、エネルギー線源から発したエネルギー線を複数に分割したものを用いることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項７】
前記変形部位を、断続的に形成することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項８】
前記シートの走行速度に応じて、前記エネルギー線の出力を変化させながら前記照射部位に照射することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項９】
前記エネルギー線としてレーザ光を用いることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項１０】
前記シートとしてアクリル樹脂フィルムを用いることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項１１】
走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシートの幅方向の所定の位置における前記シートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取って製造されてなるシートロール。
【請求項１２】
走行する、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートの幅方向の所定の位置における前記シートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取って製造されてなるシートロール。
【請求項１３】
前記シートロールとしてアクリル樹脂フィルムロールを用いることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載のシートロール。
【請求項１４】
破断伸度が２％以上７０％以下のシートからなるシートロールを製造する製造装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置。
【請求項１５】
破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートからなるシートロールを製造する製造装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置。
【請求項１６】
前記シートとしてアクリル樹脂フィルムを用いることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のシートロールの製造装置。
【請求項１】
走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取ることを特徴とするシートロールの製造方法。
【請求項２】
走行する、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取ることを特徴とするシートロールの製造方法。
【請求項３】
前記照射により形成された前記変形部位における最大シート厚みが、前記照射前のシート厚みの１０５％以上１５０％以下となるよう前記エネルギー線を照射することを特徴とする、請求項１および／または請求項２に記載のシートロールの製造方法。
【請求項４】
前記変形部位を、前記シートの幅方向端部から前記シートの幅方向に距離５０ｍｍの範囲内の領域に形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項５】
前記エネルギー線を前記シートに対して前記シートの幅方向に走査しながら前記照射部位に照射することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項６】
前記エネルギー線として、エネルギー線源から発したエネルギー線を複数に分割したものを用いることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項７】
前記変形部位を、断続的に形成することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項８】
前記シートの走行速度に応じて、前記エネルギー線の出力を変化させながら前記照射部位に照射することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項９】
前記エネルギー線としてレーザ光を用いることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項１０】
前記シートとしてアクリル樹脂フィルムを用いることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のシートロールの製造方法。
【請求項１１】
走行する、破断伸度が２％以上７０％以下のシートの幅方向の所定の位置における前記シートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取って製造されてなるシートロール。
【請求項１２】
走行する、破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートの幅方向の所定の位置における前記シートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射し、前記照射部位および／またはその周辺部において前記シートに変形部位を形成し、その後、前記シートをロール状に巻き取って製造されてなるシートロール。
【請求項１３】
前記シートロールとしてアクリル樹脂フィルムロールを用いることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載のシートロール。
【請求項１４】
破断伸度が２％以上７０％以下のシートからなるシートロールを製造する製造装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置。
【請求項１５】
破断強度が３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下のシートからなるシートロールを製造する製造装置であって、シートの幅方向の所定の位置におけるシートの両面または片面の照射部位に、前記シートに吸収されるエネルギーを付与するエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を有することを特徴とするシートロールの製造装置。
【請求項１６】
前記シートとしてアクリル樹脂フィルムを用いることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のシートロールの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２０１５０７（Ｐ２００８−２０１５０７Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３７４９７（Ｐ２００７−３７４９７）
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]