製品・技術紹介光学フイルム成形用フレキシブルロール 1.　はじめに最近話題のテレビは４Ｋ高微細型、薄型である。これらＬＣＤテレビ、ＩＴフォン、などには種々の位相差フイルム、拡散フイルムなど光学フイルムが使われ、軽量、薄型化に重要な機能を発揮している。これらの光学、機能フイルムは溶液流延法、溶融樹脂押出しベルトニップ法、押出しロールニップ法などで造られる。今回開発したロールはロール図 1　ロール配置例ニップ法のロールで比較的薄肉で低押圧のフレキシブルロールである。薄型のテレビや太陽光発電パネル、建築窓用シートなどは大型化が時代と共に進むと予想している。弊社のフレキシブルロール「ＪＦロール」（ＪＳＷ　ＦｌｅｘｉｂｌｅＲｏｌｌ）はこの大型化に対応できるのが大きな特徴であり、強みである。また、高線圧ロールにフレキシブル性を付与でき、高生産性を要求される食品パックシート、汎用機能シートの薄肉化、高速化にも適用できるのでその製品・技図 2　JF ロール構造図術を紹介する。一般にフレキシブルロールは薄肉の外筒で構成され弾性があるので広いタッチ面が得られ、低線圧でシートをニップしても押し不足になりにくい。とくに薄いシートは溶融樹脂が早く冷却・固化し、また厚みムラも生じ易いのでこのロールが使われる。従来のフレキシブルロールは薄肉円筒イタ構造であり 2 次元方向で均等な柔軟性があり、ニップ部の接触幅拡大とロール幅方向柔軟性は基本的に等しく、平面 2 次元方向で均等な弾性を得ている。写真　面長約３ｍの大型ＪＦロール 2.　特　徴弊社のＪＦロールは中肉厚の外筒内面に円周方向にネジミゾがあり、シート流れ方向のニップ接触幅拡大効果は従来の薄肉フラットロールより少ないがロール幅方向のロール柔軟性が通常のフラットロールより１桁以上（断面二次モーメント比較）大きいことが特徴である。図 3 １. 薄シート成形性樹脂シートは T ダイから溶融状態のシートで押出され、数本の成形ロールで押圧・冷却されて造られる。「ＪＦローにミゾ方向と曲げ方向でその柔軟性の差を比較する。（図３（a）が（b）より曲げ易い）シート成形ニップ部での外筒柔軟性を図 4 に示す。ル」は冷却・成形ロールとしての機能をもち、主にタッチロ同図はロール軸芯に沿った断面を見た図で、ＪＦロールールとして使われる。（図 1、図 2 ）シート両面をほどよい力は図 4（ａ）に示すようにシート厚さ変化（縦縞）に追従と温度でニップすることで両面がクリアな高精度シートが得して変形し易い。薄シート成形性はシート流れ方向のられる。図 2 のロール内部は温調液が高速で循環してシー厚さムラ・縦縞への追従性、柔軟性が重要であり、こトを冷却・固化させる。他の成形ロールも外筒厚さは異なの構造を採用している。るが同様な構造である。（126）日本製鋼所技報　No.65（2014.10）製品・技術紹介図 6 はＪＦロールにｓｉｎ曲線荷重をかけたニップ部外筒応力分布図を示す。これはシート厚さムラを想定した図 5 の凸凹タワミに相当した応力図であり、変形量も同様の分布を示す。またＪＦロールの特徴である幅方向の柔軟性は、図 5 に示すように絶対的なタワミ量及び応力値は幅方向で差があるが均等タワミと凸凹タワミのタワミ差分、すなわち幅方向の外筒シェル柔軟性は幅方向のどこでも均等な柔軟図３　外筒の内面ミゾ（凹部）方向と剛性比較性があり、シート幅のどこであっても縦縞成形性は変わらない均等な成形性能が得られる。図 4（b）の内面ミゾ（凹部）が無い従来の成形ロールではミゾが無いので幅方向の柔軟性が少なく、縦縞の未圧搾部が生じて薄いシート成形が困難である。図 6　ロール外筒応力分布図シート厚さムラを想定したｓｉｎ曲線荷重時応力図 4　外筒ニップ部のシート縦縞追従性２. ロール大型化もう一つの大きな特徴として外筒厚さが一般的なフレキシ図 5 にＪＦロールのロール幅方向のニップ部タワミ曲線をブルロールより厚いことからフレキシブル性能を確保しつつ示す。滑らかなタワミは通常の均等荷重タワミを示し、凸凹大径、長尺のロールが製作可能で最大ロール面長３．５ｍまタワミはシート厚さムラを想定したｓｉｎ曲線荷重のタワミをで製作可能である。またこの上限は現状での工作都合であ示す（平均荷重は均等荷重と同じｓｉｎ荷重）。り将来の大きさの限界はない。またロール直径に関してはと前記した図 4（b）の従来構造ではこのような幅方向の柔くに制限は無い。軟な凸凹タワミは得られない。３. 高線圧「中厚ＪＦロール」弊社フレキシブルロールは線圧１００N/cm までのロール柔軟性と薄シート成形性、シート低応力低歪に対応した「標準ＪＦロール」が標準であるが、高線圧ロールの市場ニーズも多い。ＪＦロールは外筒厚さが通常弾性ロールより厚いことから、フレキシブルな性能を確保しつつ高線圧ニップのロールが製作可能である。この１００N/cmを超えるニーズに対応するフレキシブルロールは「中厚ＪＦロール」と称し、剛体ロールに近い丈夫さとフレキシブル性を兼ね備えて、既設、新設の油圧加圧システムが適用でき、高線圧のポリプロピレン樹脂（PP）、ＰＥＴ樹脂に適用できる。またこの「中厚ＪＦロール」は従来の剛体ロールに比べて、薄肉・内面ミゾ付きで剛体ロールに比較して、冷却性図 5　ロール外筒タワミ曲線能がよいことからライン高速化にも役立つと期待している。（127）製品・技術紹介４. シート適用範囲剛体ロールではＰＰ樹脂で０．４mm 厚さ以下のシートの５. 特徴のまとめＪＦロールには他にも多くの特徴があるので以下まとめる。成形は難しくなり、このシート厚さ以下ではフレキシブルロールが使われる。ＪＦロールは線圧１００N/cm を境に「標準ＪＦロール」と「中厚ＪＦロール」の２つのシリーズがあり、シートの厚さ、幅で、適用範囲を分類しており、その概略を図 7 に示す。大型の長尺ロールは必要線圧が低くても「中厚ＪＦロール」にすることがある。またＪＦロールのシート厚さの成形範囲は広く、「標準ＪＦロール」でもテスト成形ではあるがＰＥＴ樹脂０．０６ｍｍ厚 1 両面タッチ薄膜シート成形に最適でシート両面を鏡面に転写可能。梨地、彫刻ロールに適用可能 2 ロール面はＨCr メッキ鏡面、クラウン付き。梨地、溶射、各種皮膜にも対応できる 3 二重管構造の冷却ロール。外筒は特殊薄肉弾性金属製シートへ平面でタッチでき、柔軟性がある。特に薄シート縦縞への対応性が良いさからＰＰ樹脂：数ｍｍ厚さまで成形可能である。「中厚Ｊ 4 ロール形状は小型から大型まで製作可能Ｆロール」ではほぼ剛体ロールと同様なシート厚さ迄、使特に大型ロール面長３．５ｍまで製作可能用することが出来る。ＪＦロール導入時のロール選定ではユーザーの要求によって、弊社テスト機による成形テストで確認している。 5 外筒内面にミゾがあるので冷却能力が高い 6 線圧の適用範囲は広い。一般的には２０～４００N/cm。他は個別に対応可能・「標準ＪＦロール」：線圧１００N/cm 以下・「中厚ＪＦロール」：線圧１００N/cm を超えるロール 7 薄シート成形時の低線圧化、シート低ひずみ応力化 8 温調液はオイルまたは水 9 流路はスパイラル構造が標準 10 温調配管はロータリージョイント使用可能 11 タッチロール以外の成形ロール、加熱・冷却ロールにも適用可能 3.　おわりに弊社フレキシブルロール「ＪＦロール」は幅方向の柔軟性を選択的に高めたことで今までにない大型長尺化、高線圧化、高冷却性能をフレキシブルロールに与えることができた。図 7　シート適用範囲イメージ図またこの多くの特徴の一つ例えば高冷却性能を生かす単純な加熱・冷却ロールに適用して高性能な伝熱ロールが製作可能であり、また他の産業機械、例えば印刷機械、製紙機械、のニップロールへの適用と、各種加熱・冷却ロールへの適用など応用分野は広い。本ロール技術が広く産業界で使用されるよう努力して行きたい。（128）日本製鋼所技報　No.65（2014.10）