DE69013615T2

DE69013615T2 - Verfahren zur Herstellung einer porösen Rollenanordnung.

Info

Publication number: DE69013615T2
Application number: DE69013615T
Authority: DE
Inventors: Toyohiko Hikota; Masanobu Masuda; Masao Masuda
Original assignee: MASUDA MANUFACTURING CO
Current assignee: MASUDA MANUFACTURING CO
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: KR910005016A; KR930006066B1; EP0414218B1; US5038469A; EP0414218A1; DE69013615D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein poröse Rollen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung poröser Rollen, bei dem ein Stapel an einen Kernschaft befestigter poröser Scheiben axial zusammengedrückt wird.
Poröse Rollen werden beispielsweise zum Entfernen von Flüssigkeiten aus Gegenstandsoberflächen verwendet, wie beispielsweise den Oberflächen von Filmen, Stahlplatten, Metallfolien oder gedruckten Schaltkarten. Die poröse Rolle wird bei der Verwendung im Rollkontakt mit der Gegenstandsoberfläche gehalten, und die unerwünschte Flüssigkeit wird durch die Kapillarwirkung absorbiert, die durch die winzigen Poren der Rolle geschaffen sind. Wenn die Rolle außerdem fest gegen die Gegenstandsoberfläche gedrückt wird, wird das freie Volumen der Rolle vorübergehend auf einen Abschnitt derselben reduziert, der die Gegenstandsoberfläche unter Druckeinwirkung kontaktiert, so daß ein negativer Druck innerhalb des Rollenabschnitts durch seine elastische Wiederherstellung, folgend auf den Kontakt, entwickelt wird. Offensichtlich unterstützt der derart erzeugte negative Druck die Absorptionswirkung der Rolle in starkem Maße.
Eine typische poröse Rolle umfaßt einen Kernschaft und einen auf dem Kernschaft befestigten Rollenkörper. Der Rollenkörper kann aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wie beispielsweise einem nicht gewobenen Stoff, einem durch faserverstärkten porösen synthetischen Gummi (oder einem mit einem synthetischen Gummi oder Bindemittel imprägnierten nicht gewobenen Stoff) oder ausschließlich einem synthetischen Gummi.
Der Kernschaft kann massiv oder hohl sein.
Wenn der Kernschaft hohl ist, kann der Schaft so hergestellt sein, daß er eine Zylinderwand hat, die mit einer Mehrzahl radialer Durchgangslöcher ausgebildet ist, wobei ein axiales Ende (offenes Ende) des Schafts mit einer Saugvorrichtung verbunden ist. Gemäß dieser Anordnung wird eine an den Kernschaft angelegte Saugkraft dazu verwendet, die Absorptionswirkung des Rollenkörpers zu unterstützen, und die absorbierte Flüssigkeit aus der Rolle auszuleiten. Die Rolle kann deshalb zur kontinuierlichen Flüssigkeitsableitung verwendet werden, ohne daß gelegentliche Unterbrechungen erforderlich sind. Wenn das offene Ende des Kernschafts mit einer Flüssigkeitszufuhrvorrichtung verbunden ist, kann die Rolle ferner zur kontinuierlichen Zufuhr einer geeigneten Flüssigkeit für eine beabsichtigte Oberflächenbehandlung verwendet werden.
Poröse Rollen können durch unterschiedliche Verfahren hergestellt werden. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-262586 (Offenlegung: 20. November 1986; Anmeldenummer: 60-104022; Anmeldetag: 17. Mai 1985; Anmelder: Masuda Seisakusho Co., Ltd. und Toray Industries, Inc.; Erfinder: Toyohiko HIKOTA und Masao MASUDA) beschrieben.
Gemäß dem in der vorstehend genannten offengelegten Anmeldung beschriebenen Verfahren wird eine vorbestimmte Anzahl axial gestapelter poröser Scheiben auf einem Kernschaft befestigt und gleichzeitig in einem einzigen Schritt einer axialen Zusammendrückkraft unterworfen. Die Porengröße der zusammengepreßten porösen Scheiben wird dadurch wesentlich kleiner gemacht als bei den nicht zusammengedrückten porösen Scheiben, wodurch die Kapillarfähigkeit der Rolle vergrößert wird.
Das vorstehend beschriebene Verfahren nach dem Stand der Technik ist so lange akzeptabel, wie die Länge der Rolle relativ klein ist. Wenn die Länge der Rolle jedoch groß ist, entsteht ein Problem insofern, als die porösen Scheiben nicht gleichmäßig zusammengedrückt werden. Wenn der Stapel poröser Scheiben auf dem Kernschaft zusammengepreßt wird, muß die axiale Zusammenpreßkraft mehr im einzelnen über dem gesamten Scheibenstapel gegen die Reibung der Scheiben relativ zum Kernschaft übertragen werden, und eine derartige Reibung wächst kumulativ, je weiter die axiale Position der Scheibe von der Zusammendrück(kraft)-Aufbringposition entfernt ist. Die weiter von der Zusammendrück-Aufbringposition entfernten Scheiben werden deshalb zu einem geringeren Grad zusammengepreßt als diejenigen, die näher an der Zusammendrück-Aufbringposition angeordnet sind.
Ein ungleichmäßiges Zusammenpressen der porösen Scheiben resultiert offensichtlich darin, daß die Porosität des Rollenkörpers entlang der Länge der Rolle variiert und dadurch eine ungleichmäßige Flüssigkeitsabsorption oder -zuführung verursacht. Außerdem variiert die Härte des Rollenkörpers entlang der Länge der Rolle, so daß der Rollenkörper in einen ungleichmäßigen Rollkontakt mit der Gegenstandsoberfläche kommt, was ebenfalls in einer nicht gleichmäßigen Flüssigkeitsabsorption oder -zufuhr resultiert. Eine derartige ungleichmäßige Flüssigkeitsabsorption oder -zufuhr führt zu einer ungeeigneten Oberflächenbehandlung oder erfordert eine Widerholung derselben Oberflächenbehandlung, bevor ein akzeptables Resultat erreicht wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung poröser Rollen zu schaffen, durch das der Stapel poröser Rollen insgesamt gleichmäßig zusammengepreßt wird, um eine im wesentlichen gleichmäßige Härte und Porosität über die gesamte Länge des Plattenstapels selbst dann zu gewährleisten, wenn die Stapellänge groß gemacht wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung poröser Rollen zu schaffen, durch das die einzelnen porösen Scheiben, die einen porösen Rollenkörper bilden, zumindest in einem Außenflächenabschnitt des Rollenkörpers integriert sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus porösen Rollen geschaffen, welche einen Kernschaft und einen porösen Rollenkörper aufweist, der auf dem Kernschaft befestigt ist, wobei der Rollenkörper insgesamt einen Stapel aus porösen Scheiben aufweist, die in axialer Richtung zusammengedrückt sind, wobei jede Scheibe eine zentrale Öffnung zur Befestigung auf dem Kernschaft besitzt, wobei zu dem Verfahren folgende Schritte gehören:
(a) Befestigung eines Anschlages an einem Endabschnitt des Kernschafts;
(b) Durchführen eines ersten Zusammendrückschrittes, zu dem das Befestigen eines ersten Teilstapels aus porösen Scheiben in Anlage an dem Anschlag, das Aufbringen einer axialen Zusammendrückkraft auf den ersten Scheibenteilstapel und das Lösen der Zusammendrückkraft gehören;
(c) In gleicher Weise Durchführen aufeinanderfolgender Zusammendrückschritte, von denen jeder das Befestigen eines relevanten Teilstapels aus porösen Scheiben auf dem Kernschaft in Anlage mit dem ersten oder einem vorhergehenden Scheibenteilstapel, das Aufbringen einer axialen Zusammendrückkraft auf den relevanten Teilstapel und das Lösen der Zusammendrückkraft gehören;
(d) Durchführen eines letzten Zusammendrückschrittes, zu dem das Befestigen eines letzten Teilstapels aus porösen Scheiben auf dem Kernschaft in Anlage mit einem vorhergehenden Scheibenteilstapel, das Aufbringen einer axialen Zusammendrückkraft auf den letzten Teilstapel und das Befestigen eines weiteren Anschlags an dem anderen Endabschnitt des Kernschaftes unter Beibehaltung der axialen Zusammendrückkraft gehören.
Durch das vorstehend beschriebene Verfahren wird der Stapel poröser Scheiben insgesamt in eine Mehrzahl von Teilstapeln oder Gruppen unterteilt, und das axiale Zusammendrücken der porösen Scheiben wird aufeinanderfolgend gruppenweise ausgeführt. Die Zusammendrückkraft kann deshalb wirksam an sämtliche Scheiben während der aufeinanderfolgenden Zusammendrückschritte übertragen werden.
Die Reibung zwischen dem Kernschaft und den porösen Scheiben verhindert herkömmlicherweise, daß die Zusammendrückkraft zu denjenigen Scheiben übertragen wird, die von dem Kraftaufbringpunkt entfernt angeordnet sind. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Reibung zwischen dem Kernschaft und den porösen Scheiben andererseits positiv so eingesetzt, daß früher zusammengedrückte Teilstapel poröser Scheiben daran gehindert werden, in den natürlichen Zustand elastisch zurückzufedern, wodurch sie exakt oder nahe am vollständigen Ausmaß selbst dann zusammengedrückt bleiben, wenn die Zusammendrückkraft während des darauffolgenden Zusammen- drückens freigegeben wird.
Für einen bekannten Posten poröser Scheiben (die Eigenschaften der Scheiben sind deshalb bereits bekannt) kann das aufeinanderfolgende Zusammendrücken ohne einen vorläufigen Schritt zur Bestimmung der Anzahl poröser Scheiben eingeleitet werden, die in jedem Teilstapel enthalten sein müssen, und ohne die an den Scheibenteilstapel aufgebrachte axiale Zusammendrückkraft. Für einen unbekannten Posten poröser Scheiben sollte der vorläufige Schritt hingegen bevorzugt vor dem Durchführen des ersten Zusammendrückschritts ausgeführt werden.
Wenn jede poröse Scheibe aus Fasern und einem Bindemittel besteht, kann das Verfahren ferner die Schritte umfassen:
(e) Zubereiten eines Lösungsmittels, das selektiv das Bindemittel auflöst;
(f) Das Lösungsmittel wird veranlaßt, in den porösen Rollenkörper hineinzudiffundieren, um das Bindemittel aufzulösen;
(g) Entfernen des Lösungsmittels aus dem porösen Körper, damit das gelöste Bindemittel in dem porösen Körper wieder koagulieren kann.
Wenn das Bindemittel der porösen Scheibe beispielsweise Polyurethan ist, können Kandidaten für das Lösungsmittel Dimethylformamid (DMF) und Dimethylsulfoxid (DMSO) umfassen. In dem Polyurethan-Bindemittel aufgelöstes DMF oder DMSO können durch Wasser leicht entfernt werden, um ein Wiederkoagulieren des Bindemittels so zu verursachen, daß der Rollenkörper durch ein derartiges Wiederkoagulieren integriert werden kann. Die Entfernung von DMF oder DMSO bildet außerdem winzige Poren innerhalb des Rollenkörpers.
Das Lösungsmittel kann zusätzlich vorzugsweise eine Substanz enthalten, die identisch mit dem Bindemittel der porösen Scheibe ist. Alternativ umfaßt das Lösungsmittel zusätzlich eine Bindemittelsubstanz, die eine Affinität mit dem Bindemittel der porösen Scheibe hat. Das Lösungsmittel kann außerdem vorteilhafterweise zusätzlich einen Zellenstabilisator enthalten.
Die vorliegende Erfindung resultiert in einer Anordnung poröser Rollen, die hinsichtlich der Shore-Härte und der Porosität über die gesamte Länge des Rollenkörpers gleichmäßig ist. Wenn die Rollenanordnung einer Behandlung durch das Lösungsmittel unterworfen wird, können die porösen Scheiben zumindest in einem Außenflächenabschnitt des Rollenkörpers miteinander verschmolzen sein.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr beispielshaft in bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert; es zeigen:
Fig. 1 bis 10 eine Ansicht aufeinanderfolgender Schritte bei der Herstellung einer Anordnung aus porösen Rollen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 eine Vorderansicht einer Anordnung aus porösen Rollen, die durch das in den Fig. 1 bis 10 gezeigte Verfahren erhalten werden;
Fig. 12 eine Ansicht einer Rollenanordnung im Querschnitt;
Fig. 13 eine ähnliche Schnittansicht wie in Fig. 12, jedoch von einer anderen Anordnung aus porösen Rollen, die einen unterschiedlich konfigurierten Kernschaft umfaßt;
Fig. 14 eine schematische Ansicht eines Lösungsmittelbads zur Verwendung bei der Herstellung einer verbesserten Anordnung von Rollen;
Fig. 15 eine schematische Ansicht eines Wasserbads zur Verwendung bei der Herstellung einer verbesserten Anordnung von Rollen; und
Fig. 16 eine schematische Ansicht eines weiteren Lösungsmittelbads zur Verwendung bei der Herstellung einer ähnlichen verbesserten Anordnung von Rollen.
Wie in Fig. 11 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt, umfaßt eine gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Anordnung poröser Rollen einen porösen Rollenkörper 1 und einen in den Rollenkörper eingesetzten Kernschaft 2. Der Kernschaft hat einen durchmessergrößeren zentralen Rollenmontageabschnitt 2a und ein Paar durchmesserkleinere Endabschnitte 2b, die koaxial zu dem zentralen Schaftabschnitt verlaufen, der zum drehbaren Tragen der Rollenanordnung während der Verwendung verwendet wird. Zwischen dem zentralen Schaftabschnitt und jedem Endabschnitt befindet sich ein Gewindeabschnitt 2c.
Der poröse Rollenkörper 1 ist auf dem zentralen Abschnitt 2a des Kernschafts 2 zwischen einem Paar von Anschlägen 3 zusammengedrückt gehalten. Jeder Anschlag umfaßt einen Anschlagring 3a zum axialen Inanschlagbringen mit dem Rollenkörper und eine Mutter 3b, die im Eingriff mit dem entsprechenden Gewindeabschnitt 2c des Schafts steht.
Der Kernschaft 2 hat bevorzugt eine axiale Bohrung 4, wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt. Die Bohrung kann an einem axialen Ende offen sein, ist jedoch am anderen axialen Ende geschlossen. Das offene Ende der Bohrung kann zur Verbindung mit einer (nicht gezeigten) Saugvorrichtung verwendet werden, wenn die Rollenanordnung zur Flüssigkeitsabsorption verwendet wird. Alternativ kann das offene Ende der Bohrung mit einer (nicht gezeigten) Flüssigkeitszufuhrvorrichtung verbunden sein, wenn die Rollenanordnung zur Zufuhr einer Flüssigkeit verwendet wird.
Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt, hat der zentrale Rollenmontageabschnitt 2a des Kernschafts 2 eine Zylinderwand, die mit einer Mehrzahl von radialen Durchgangslöchern 5 ausgebildet ist, die mit der axialen Bohrung 4 des Schafts in Verbindung stehen. Wenn an die axiale Bohrung ein Sog angelegt wird, wird deshalb durch den porösen Rollenkörper 1 unerwünscht absorbierte Flüssigkeit zur Ableitung zwangsweise in die axiale Bohrung gesaugt. Wenn andererseits der axialen Bohrung eine geeignete Behandlungsflüssigkeit zugeführt wird, wird eine derartige Flüssigkeit durch den Rollenkörper für die beabsichtigte Oberflächenbehandlung hinausgedrängt.
Die Zylinderwand des zentralen Schaftabschnitts 2a ist außen mit axial verlaufenden, winkelgleich beabstandeten Nuten 6 ausgebildet. Aus dem später zu beschreibenden Grund ist es bevorzugt, daß die lichte Weite jeder Nut am Boden nicht kleiner ist als die lichte Weite an der Nutöffnung. Die Querschnittsform der Nut kann deshalb rechteckig sein, wie in Fig. 12 gezeigt. Alternativ kann die Querschnittsform der Nut trapezförmig sein, wie in Fig. 13 gezeigt.
Der poröse Rollenkörper 1 besteht aus axial gestapelten Scheiben 7, von denen jede porös und axial zusammendrückbar ist. Jede Scheibe hat eine zentrale Öffnung 7a, die mit radialen einwärts verlaufenden Vorsprüngen 8 in komplementärer Beziehung zu den axialen Nuten 6 des Kernschafts 2 ausgebildet ist, wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt. Im natürlichen Zustand hat die zentrale Öffnung der porösen Scheibe bevorzugt einen geringfügig kleineren Durchmesser als der zentrale Montageabschnitt 2a des Schafts. Im zusammengebauten Zustand ist die Scheibe deshalb zur Befestigung an dem zentralen Schaftabschnitt bezüglich ihres Durchmessers ausgeweitet.
Die porösen Scheiben können durch Ausstanzen aus porösen Bahnen zubereitet werden. Eine deratige poröse Bahn kann aus einem nicht gewobenen Stoff, einem faserverstärkten porösen synthetischen Gummi (oder mit porösem synthetischen Gummi oder bindemittelimprägniertem nicht gewobenen Stoff) oder ausschließlich aus einem porösen synthetischen Gummi bestehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden sämtliche der den Rollenkörper 1 bildenden porösen Scheiben 7 im wesentlichen im selben Grad zusammengedrückt. Der Rollenkörper hat deshalb über seine gesamte Länge eine gleichmäßige Porosität und Shore-Härte.
Nachfolgend wird ein spezielles Verfahren zum axialen Zusammendrücken des Scheibenstapels vollständig gemäß dem folgenden Beispiel beschrieben.
Der in diesem Beispiel verwendete Kernschaft 2 besteht aus rostfreiem Stahl und hat einen zentralen Rollenmontageabschnitt 2a mit einem Außendurchmesser von 150mm und einer effektiven Länge von 1600mm. Der zentrale Schaftabschnitt ist außen mit sechs (6) von axial verlaufenden Nuten 6 ausgebildet, von denen jede einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von 12mm und einer Tiefe von 5mm hat (siehe Fig. 12).
Jede der in diesem Beispiel verwendeten porösen Scheiben 7 besteht aus porösem Polyurethangummi, der mit Bündeln von 0,14-Denier Polyesterfasern verstärkt ist, wobei jedes Bündel aus sechzehn (16) Fasern besteht. Ein derartiger faserverstärkter Gummi ist speziell im US-Patent Nr. 3 932 687 beschrieben und beispielsweise von Toray Industries, Inc., Japan (GS Felt Product No. K10220M) erhältlich. Im natürlichen Zustand hat die Scheibe einen Außendurchmesser von 250mm, eine Dicke von 0,22cm und eine Rohdichte von 0,25. Der Innendurchmesser der Scheibe beträgt 145,5mm, was bedeutet, daß der Scheibeninnendurchmesser 3% kleiner ist als der Außendurchmesser (150mm) des zentralen Schaftabschnitts 2a.
Unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Kernschafts und der vorstehend beschriebenen porösen Scheiben wird der axial zusammengedrückte Rollenkörper aufeinanderfolgend in der folgenden Weise zubereitet.
Als erstes wird ein aus einem Anschlagring 3a und einer Mutter 3b bestehender Anschlag 3 durch Aufschrauben auf dem Gewindeabschnitt 2c des Kernschafts 2 befestigt, und der Schaft wird auf einer Tragbasis 10a einer Preßmaschine 10 bei nach unten gerichtetem montiertem Anschlag getragen, wie in Fig. 1 gezeigt. Daraufhin wird ein erster Teilstapel oder eine erste Teilgruppe 71 von vierzig (40) porösen Scheiben über die Welle in Anschlag mit dem montierten Anschlag gebracht, und ein Druckring 11 wird an dem ersten Scheibenteilstapel von oben angeordnet. Vor dem Zusammendrücken (nämlich im natürlichen Zustand) hat der erste Scheibenteilstapel eine Länge von 8,8 cm.
Darauffolgend wird die Preßmaschine 10 zum axialen Zusammendrücken des ersten Scheibenteilstapels mit einem Druck von 20 kg/cm² betätigt, wodurch der erste Scheibenteilstapel auf eine Länge von 4,0cm zusammengedrückt wird, wie in Fig. 2 gezeigt. Aufgrund des axialen Zusammendrückens treten in jeder porösen Scheibe 7 Materialflüsse so auf, daß der Innendurchmesser der Scheibe dazu neigt, abzunehmen, während sein Außendurchmesser vergrößert wird, wie durch Pfeile in Fig. 12 gezeigt. Dadurch wird mehr Material in die axialen Nuten 6 des Kernschafts 2 hineingedrängt, wodurch die Reibung zwischen dem ersten Scheibenteilstapel und dem Kernschaft vergrößert wird. Kombiniert mit der anfänglichen Einstellung des Innendurchmessers in der Scheibe, der kleiner ist als der Außendurchmesser des zentralen Schaftabschnitts, um eine relativ größere anfängliche Reibung zu schaffen, dient die durch die Materialströme vergrößerte Reibung dazu, die elastische Wiederherstellung des ersten Scheibenteilstapels einzudämmen. Durch Lösen der axialen Druckkraft wird deshalb der erste Scheibenteilstapel lediglich bis zu einer Länge von 8cm elastisch wieder hergestellt, die kleiner ist als die anfängliche natürliche Länge (8,8cm), wie in Fig. 3 gezeigt.
Als nächstes wird ein zweiter Teilstapel 72 von vierzig (40) porösen Scheiben auf den zentralen Abschnitt 2a des Kernschafts 2 unmittelbar über dem teilweise zusammengedrückten ersten Scheibenteilstapel 71 aufgebracht, um eine kombinierte Länge von 16,8cm zu erreichen, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Preßmaschine wird erneut betätigt, um die ersten und zweiten Scheibenteilstapel mit einem Druck von 20 kg/cm² zusammenzudrücken, wodurch die beiden Scheibenteilstapel auf eine kombinierte zusammengedrückte Länge von 8cm zusammengedrückt werden, wie in Fig. 5 gezeigt. Durch Lösen des Zusammendrückens, wird der zweite Scheibenteilstapel 72 auf eine Länge von 8cm elastisch wiederhergestellt, während die Länge des ersten Scheibenteilstapels 71 lediglich auf eine weiterbegrenzte Länge von 6,3cm wiederhergestellt wird, wie in Fig. 6 gezeigt. Die weitere Begrenzung des elastischen Wiederherstellens des ersten Scheibenteilstapels beruht auf der Reibung zwischen dem zweiten Scheibenteilstapel 72 und dem zentralen Schaftabschnitt 2a.
Ein ähnlicher Zusammendrückvorgang wird in bezug auf einen dritten und darauf folgenden Scheibenteilstapel wiederholt. Wenn das axiale Zusammendrücken in bezug auf den siebten Scheibenteilstapel 77 beendet ist, verbleibt der erste Scheibenteilstapel 71, selbst bei Lösen des Zusammendrückens, vollständig auf eine Länge von 4cm zusammengedrückt, wie in Fig. 7 gezeigt. Dasselbe Phänomen tritt in bezug auf den zweiten Scheibenteilstapel 72 auf, wenn das axiale Zusammendrücken für den achten Scheibenteilstapel 78 beendet ist, wie in Fig. 8 gezeigt.
Die Wiederholung derartiger aufeinanderfolgender Zusammendrückvorgänge wird bis zum vierzehnten Scheibenteilstapel 740 ausgeführt. Offensichtlich ist vor dem Ausführen des axialen Zusammendrückens des letzten Scheibenteilstapels die kombinierte Länge (nicht vollständig zusammengedrückt) sämtlicher Scheibenteilstapel größer als die effektive Länge (1600mm) des zentralen Schaftabschnitts 2a. Ein zylindrisches Führungsrohr 12, das einen Außendurchmesser entsprechend demjenigen des zentralen Schaftabschnitts hat, muß deshalb am oberen Ende des Kernschafts angebracht werden, bevor der letzte Scheibenteilstapel aufgebracht wird, wie in Fig. 9 gezeigt. Nach dem Beenden des axialen Zusammendrückens des letzten Scheibenteilstapels 740 wird eine Mutter 3b in Eingriff mit dem oberen Gewindeabschnitt 2c des Kernschafts 2 vor dem Lösen der Zusammendrückkraft gebracht, wie in Fig. 10 gezeigt.
Als Ergebnis des vorstehend genannten aufeinanderfolgenden Zusammendrückens, wird eine Anordnung poröser Rollen erhalten, wie in Fig. 11 gezeigt. Der Rollenkörper 1 der erhaltenen Rollenanordnung hat eine Länge von 1600mm. Die Shore-Härte des Rollenkörpers beträgt Hs60, während die Rohdichte 0,5 beträgt. Die Shore-Härte und die Porosität des Rollenkörpers sind im wesentlichen über die gesamte Länge desselben gleichmäßig.
Um die Leistungsfähigkeit der derart hergestellten Anordnung aus porösen Rollen zu stärken, werden zwei Anordnungen von Rollen verwendet, um einen Dehydrator für nasse Stahlplatten zu bilden (z.B. Stahlplatten, die nach dem Wasserkühlen in Eisenhütten erhalten werden). Der Kernschaft jeder Rollenanordnung wird an seinem offenen axialen Ende zur Evakuierung mit einer (nicht gezeigten) Saugvorrichtung verbunden. Als Ergebnis dieses Leistungstests ist gefunden worden, daß die erfindungsgemäße Rollenanordnung dazu in der Lage ist, Wasser von der Stahlplattenoberfläche über deren gesamte Weite gleichmäßig und vollständig zu entfernen. Die Rollenanordnung der vorliegenden Erfindung ist hinsichtlich der Entwässerung 20 bis 50 Mal wirksamer als herkömmliche Rollen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel 1 beträgt die Anzahl in jedem Teilstapel eingebauter poröser Scheiben vierzig (40), und die für ein aufeinander folgendes Zusammendrücken aufgebrachte Zusammendrückkraft beträgt 20 kg/cm². Die Scheibenanzahl für die einzelnen Teilstapel und die aufgebrachte Zusammendrückkraft kann jedoch in Abhängigkeit unterschiedlicher Parameter beliebig gewählt werden, wie beispielsweise die Dikke einer einzelnen Scheibe, das Scheibenmaterial (Elastizität), die anfängliche Scheibenporosität, die anfängliche Scheibenhärte, die Scheibenreibung relativ zum Kernschaft, die gewünschte Rollenendporosität, die gewünschte Rollenendhärte, die Abmessungen der Wellennuten usw.
Deshalb sollte bevorzugt ein vorläufiger Schritt zur Bestimmung der Scheibenanzahl (für jeden Teilstapel) und die aufbringbare Zusammendrückkraft für einen gegebenen Posten poröser Scheiben ausgeführt werden, bevor das aufeinanderfolgende Zusammendrücken zur Herstellung der Anordnung poröser Rollen effektiv durchgeführt wird. Bei einem derartigen vorläufigen Schritt werden eine bestimmte Anzahl poröser Scheiben axial im Stapel angeordnet und mit einem meßbaren Druck zusammengedrückt, um die Shore-Härte und Porosität des zusammengedrückten Scheibenstapels zu messen.
Aufgrund des erfindungsgemäßen einzigartigen aufeinanderfolgenden Zusammendrückens hat der poröse Rollenkörper 1 der im Beispiel 1 hergestellten Anordnung, wie bereits beschrieben, über seine gesamte Länge eine im wesentlichen gleichmäßige Shore-Härte und Porosität (Rohdichte).
Bei makroskopischer Betrachtung ist die Porosität des Rollenkörpers tatsächlich gleichmäßig. Der Rollenkörper besteht jedoch aktuell aus axial zusammengedrückten getrennten dünnen Scheiben, wobei zwischen den einzelnen Scheiben keine Materialverschmelzung vorhanden ist. Bei mikroskopischer Betrachtung ist die Porosität des Rollenkörpers deshalb an den Grenzflächen zwischen den einzelnen Scheiben diskontinuierlich unterschiedlich.
Die einzelnen Scheiben werden außerdem aus faserverstärkten porösen Gummibahnen ausgestanzt. Die Verstärkungsfasern werden deshalb längs des Außenumfangs der einzelnen Scheibe geschnitten und können teilweise als kurze Fasern an den Umfangskanten der Scheibe verbleiben. Die kurzen Fasern können offensichtlich während der Verwendung leicht vom Rollenkörper freikommen, wodurch die zu behandelnde Oberfläche verschmutzt werden kann. Eine derartige Faserverschmutzung wird insbesondere dann problematisch, wenn die Rollenanordnung für Gegenstände, wie beispielsweise gedruckte Schaltkarten verwendet wird, die eine minimale Verschmutzung erfordern.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren, mit dem einem aus Scheibenstapeln bestehenden Rollenkörper eine Unversehrtheit verliehen wird, um die vorstehend genannten Probleme zu beseitigen. Ein derartiges Verfahren wird nunmehr auf der Grundlage der folgenden zwei Beispiele erläutert.

BEISPIEL 2

Die im Beispiel 1 zubereitete Anordnung poröser Rollen wird, wie in Fig. 14 gezeigt, in ein Bad 13 für fünf (5) Minuten eingetaucht, das Dimethylformamid (DMF) enthält. DMF diffundiert dadurch in den porösen Rollenkörper 1 hinein und löst das Polyurethanbindemittel teilweise auf (nicht jedoch die Verstärkungsfasern). Die resultierende Lösung aus DMF und Polyurethan wird in dem Rollenkörper gehalten.
Die derart behandelte Rollenanordnung wird daraufhin in ein Wasserbad 14 eingetaucht. In dem Rollenkörper 1 zurückgehaltenes DMF diffundiert deshalb in das Wasser, während das vorausgehend im DMF gelöste Polyurethan in situ koagulieren kann. Aufgrund der DMF-Abgabe in das Wasser, werden in dem koagulierten Polyurethan-Bindemittel durchgehende Poren ausgebildet.
Gemäß der vorstehenden Behandlung wird das Polyurethan-Bindemittel zumindest in einem Außenumfangsabschnitt des Rollenkörpers 1 zunächst aufgelöst und dann in einen integralen porösen Körper wieder koaguliert. Die vorausgehend zwischen den einzelnen Scheiben beobachteten verschiedenen Grenzschichten sind nicht mehr vorhanden und die Verstärkungsfasern an der Rollenaußenfläche sind durch das wieder koagulierte Bindemittel zu rückgehalten.
Das DMF-Bad 13 kann außerdem in DMF aufgelöstes Polyurethan oder ein anderes Bindemittelmaterial enthalten, das eine Affinität mit Polyurethan hat (Scheibenbindemittel). Beispiele verschiedener Bindemittelmaterialien umfassen Acrylnitrilbutadiengummi und Polychloroprengummi.
Das DMF-Bad 13 kann außerdem vorteilhafterweise zusätzlich einen Zellenstabilisator enthalten. Beispiele von Zellenstabilisatoren umfassen Siliconderivate und Ester hochmolekularer Fettsäuren.
Das in diesem Beispiel verwendete DMF kann durch ein anderes Lösungsmittel ersetzt werden, wie beispielsweise Dimethylsulfoxid (DMSO), das sich in Polyurethan (oder anderen Scheibenbindemitteln) auflöst und es kann durch Wasser für eine Naßkoagulation des einmal aufgelösten Bindemittels leicht entfernt werden.
Wenn die Rollenanordnung in dem DMF-Bad 13 (das zusätzlich Polyurethan oder ein anderes mit Polyurethan kompatibles Bindemittel enthalten kann) eingetaucht wird, kann das offene axiale Ende des Kernschafts 2 mit einer (nicht dargestellten) Saugvorrichtung so verbunden werden, daß DMF zur Diffusion in den Rollenkörper 1 hineingezwungen wird. Eine derartige Maßnahme stellt sicher, daß DMF bis zur vollen Tiefe des Rollenkörpers reicht. Anstatt die Rollenanordnung in das DMF-Bad 13 einzutauchen, kann das axial offene Ende des Kernschafts mit einer DMF-Zufuhrvorrichtung verbunden werden.
Wenn die Rollenanordnung in das Wasserbad 14a eingetaucht wird, kann das offene axiale Ende des Kernschafts 2 in ähnlicher Weise mit einer (nicht gezeigten) Saugvorrichtung so verbunden werden, daß das im porösen Rollenkörper 1 zurückgehaltene DMF zur weiteren Beschleunigung der Naßkoagulation des aufgelösten Bindemittels rasch entfernt werden kann. Das Wasserbad kann zur Beschleunigung einer derartigen Koagulation erwärmt werden. Anstatt die Rollenanordnung in das Wasserbad einzutauchen, kann das offene axiale Ende des Kernschafts mit einer Wasserzufuhrvorrichtung verbunden werden.

BEISPIEL 3

Die im Beispiel 1 zubereitete Anordnung poröser Rollen kann in diesem Beispiel wiederum verwendet werden.
Für den Zweck dieses Beispiels wird ein Bad 15 zubereitet, das DMF, 5% Polyurethan (das durch SANYO CHEMICAL INDUSTRIES, LTD., Japan, unter dem Produktnamen "SANPRENE LQ-42" erhältlich ist) und ein anionischer Zellenstabilisator (der von SANYO CHEMICAL INDUSTRIES, LTD., Japan, unter dem Produktnamen "SANMORIN OT-70" erhältlich ist) in einer Menge von 15% relativ zu dem Feststoffgehalt von Polyurethan enthält. Außerdem ist eine Flüssigkeitszufuhrrolle 16 teilweise in das DMF-Lösungsbad 15 eingetaucht und drehbar angeordnet, und die Anordnung poröser Rollen befindet sich über der Flüssigkeitszufuhrrolle im Rollkontakt mit dieser angeordnet.
In diesem Beispiel wird die DMF-Lösung durch die Außenfläche der Zufuhrrolle 16 nach oben gezogen und in den porösen Rollenkörper 1 absorbiert. Die absorbierte DMF-Lösung löst teilweise das Polyurethanbindemittel des porösen Körpers lediglich in seinem Außenflächenabschnitt auf und wird dort zurückgehalten.
Die derartig behandelte Anordnung poröser Rollen wird, wie in Fig. 15 gezeigt, in das Wasserbad 14 eingetaucht. Das aufgelöste Polyurethan (das einen ursprünglich in der DMF-Lösung enthaltenen Teil und einen weiteren Teil enthält, der von dem Rollenkörper stammt) wird dazu veranlaßt, zu koagulieren, wenn DMF in das Wasser hineindiffundiert. Zu diesem Zeitpunkt trägt der in der DMF-Lösung vorausgehend enthaltende Zellstabilisator zur Bildung winziger Poren in dem koagulierten Bindemittel bei.
Gemäß dieser Ausführungsform wird lediglich der Außenflächenabschnitt des porösen Rollenkörpers 2 durch das koagulierte Bindemittel (Polyurethan) wegen einer begrenzten Zufuhr der DMF-Lösung wieder integriert. Andererseits enthält die benutzte DMF-Lösung ursprünglich eine gewisse Menge an Polyurethan, die zusätzlich zur Naßkoagulation zusammen mit dem darauf folgend aufgelösten Bindemittel aus dem porösen Körper verwendet wird. Der aus der Naßkoagulation resultierende Bindemittelgehalt kann deshalb angemessen hoch gemacht werden.
Falls erwünscht, kann das offene axiale Ende des Kernschafts 2 während der Behandlung mit der DMF-Lösung mit einer nicht dargestellten Saugvorrichtung verbunden sein. In diesem Fall kann die DMF-Lösung dazu veranlaßt werden, in den porösen Rollenkörper 1 hinein bis auf dessen volle Tiefe zu diffundieren.
Offensichtlich kann die vorstehend beschriebene vorliegende Erfindung mannigfaltig abgewandelt werden. Beispielsweise kann der Kernschaft 2 anstatt hohl massiv sein, und seine Querschnittsform kann polygonal sein. Außerdem können die axial verlaufenden Nuten 6 auf der zylindrischen Außenfläche des Kernschafts weggelassen sein, wenn der Innendurchmesser jeder porösen Scheibe relativ zum Außendurchmesser des Kernschafts geeignet eingestellt ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus porösen Rollen, welche einen Kernschaft (2) und einen porösen Rollenkörper (1) aufweist, der auf dem Kernschaft befestigt ist, wobei der Rollenkörper insgesamt einen Stapel aus porösen Scheiben (7) aufweist, die in axialer Richtung zusammengedrückt sind, wobei jede Scheibe eine zentrale Öffnung (7a) zur Befestigung auf dem Kernschaft besitzt, wobei zu dem Verfahren folgende Schritte gehören:

(a) Befestigung eines Anschlages (3) an einem Endabschnitt des Kernschaftes (2);

(b) Durchführen eines ersten Kompressionsschrittes, zu dem das Befestigen eines ersten Teilstapels (71) aus porösen Scheiben in Anlage an dem Anschlag, das Aufbringen einer axialen Zusammendrückkraft auf den ersten Scheibenteilstapel und das Lösen der Zusammendrückkraft gehören;

(c) In gleicher Weise Durchführen aufeinanderfolgender Zusammendrückschritte, von denen jeder das Befestigen eines relevanten Teilstapels (71-739) aus porösen Scheiben auf dem Kernschaft in Anlage mit dem ersten oder einem vorhergehenden Scheibenteilstapel, das Aufbringen einer axialen Zusammendrückkraft auf den relevanten Teilstapel und das Lösen der Zusammendrückkraft gehören;

(d) Durchführen eines letzten Zusammendrückschrittes, zu dem das Befestigen eines letzten Teilstapels (47) aus porösen Scheiben auf dem Kernschaft in Anlage mit einem vorhergehenden Scheibenteilstapel, das Aufbringen einer axialen Zusammendrückkraft auf den letzten Teilstapel und das Befestigen eines weiteren Anschlags (3) an dem anderen Endabschnitt des Kernschaftes unter Beibehaltung der axialen Zusammendrückkraft gehören.

2. Verfahren nach Anspruch 1, zu dem weiterhin vor der Durchführung des ersten Kompressionsschrittes ein vorläufiger Schritt zur Festlegung der Zahl von porösen Scheiben (7), die in jedem Teilstapel (71-740) aufzunehmen sind, und der axialen Zusammendrückkraft gehören, die auf den Scheibenteilstapel aufzubringen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jede poröse Scheibe aus Fasern und einem Bindemittel hergestellt ist, wobei das Verfahren weiterhin folgende Schritte aufweist:

(e) Zubereiten eines Lösungsmittels (13, 15), das selektiv das Bindemittel auflöst;

(f) Das Lösungsmittel wird veranlaßt, in den porösen Rollenkörper (1) hineinzudiffundieren, um das Bindemittel aufzulösen;

(g) Entfernen des Lösungsmittels aus dem porösen Körper, damit das gelöste Bindemittel in dem porösen Körper wieder koagulieren kann.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Lösungsmittel (13, 15) zusätzlich eine Substanz enthält, die identisch zu dem Bindemittel ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Lösungsmittel (13, 15) zusätzlich eine Bindemittelsubstanz enthält, die zu dem Bindemittel jeder porösen Scheibe (7) eine Affinität besitzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem das Lösungsmittel (13, 15) zusätzlich einen Zellenstabilisator enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die porösen Scheiben (7) wenigstens in einem Außenflächenabschnitt des Rollenkörpers zueinander verschmolzen sind.