JP2005264313A5 - - Google Patents

Description

ロールおよびその製造方法

本発明は、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分の除去、搾取、洗浄、及び前記被洗浄面に水分、油分、あるいは薬品成分を塗布する為のロールおよびその製造方法に関するものである。

鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分の除去、搾取、洗浄、及び前記被洗浄面に水分、油分、あるいは薬品成分を塗布する為のロールに関しては、種々のものが開発されており、例えば、吸液ロールとして、極細繊維が立体的に絡合された不織布の空隙部に高分子弾性体が多孔質構造で充填された繊維質シートからなるディスク状物を多数枚重畳したもの（例えば、特許文献１）がある。
また、繊維を立体的に絡合した不織布の空隙部に高分子弾性体が充填された繊維質シートのディスク状物を多数枚重畳してなる芯部と、該芯部の表面に巻き付けられた吸液性の良好なシート状物からなる外層部とから構成したもの（例えば、特許文献２）もある。

特開昭６１−２６２５８６号公報 特開昭６２−２２５３３７号公報

特許文献１の吸液ロールは、繊維質シートを構成する高分子弾性体が、早期に酸化することにより、弾性劣化を起こして硬化し、吸液ロールの耐久性が極めて低くなるという問題がある。また、高分子弾性体の変色、黄変化等も早期に発生するという問題もあった。

また、特許文献２のロールにおいては、ディスク状物を多数枚重畳した芯部の表面に、シート状物を巻き付けて構成されている為、ロールの製造工程が複雑で、かつ、縫い付け、接着等の方法を使用して、シート状物を固定する必要があるという難点を有していた。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、耐久性が極めて高く、かつ、弾性劣化、変色、黄変化等がほとんど発生する事の無いロールと、このロールを簡便に製造する方法を提供することを目的としている。

請求項１の発明のロールは、上記の目的を達成するため次の手段を採った。すなわち、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分の除去、搾取、洗浄、及び該被洗浄面に水分、油分、あるいは薬品成分を塗布するため、概円盤状のロール片を複数枚重ね合わせて台座に貫通させて装着されたロールであって、該ロール片は、不織布と基部とからなり、該不織布と該基部の間に空隙部が形成された二重構造体であり、該不織布の主成分は、ポリアミド繊維、ポリエステル、ポリプロピレン繊維、ウレタンゴム繊維のいずれか１種または複数からなり、該基部は、極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンであることを特徴としている。

ロール片は、請求項２に記載のように、その接触面の硬度が９０〜３０、空隙率が７０〜２０％、見掛け密度が０．３〜１．０グラム毎立法センチメートルに形成するのが望ましい。

なお、硬度とは、物質の硬さを表わし、ＪＩＳＫ６２５３加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法に記載のデュロメータ硬さ試験により測定した硬度である。また、空隙率とは、空洞率、あるいは気泡率とも呼ばれ、材料内部に存在する空洞の割合であり、容積百分率で表わされる。また、見掛け密度とは、物質の単位体積当りの質量であり、グラム毎立法センチメートルで表わされる。見掛け密度の測定時における標準温度は、通常２３℃が使用されている。

接触面の硬度を９０以上に設定した場合には、ロール部の剛性、及び耐摩耗性は高くなるが、柔軟性が低く、ロールの使用は可能であるが、ロール部に求められる柔軟性を、十分に満足する事ができない。また、接触面の硬度を２０以下に設定した場合には、ロール部の柔軟性は高くなるが、剛性、及び耐摩耗性が低く、ロールの使用は可能であるが、ロール部に求められる剛性、及び耐摩耗性を、十分に満足する事ができない。３０以上とするのが望ましい。

なお、接触面の硬度を、９０〜６０に設定した場合には、被洗浄面として、段差の極めて少ない鋼板を使用した場合に対して、より好適に、柔軟性、剛性、及び耐摩耗性を十分に満足できる。また、接触面の硬度を、６０〜３０に設定した場合には、被洗浄面として、例えばレーザー接合材等の段差を有する鋼板を使用した場合に対して、より好適に、柔軟性、剛性、及び耐摩耗性を十分に満足できる。

空隙率は、７０％〜２０％の範囲内で、使用する被洗浄面の種類に応じて最適となるように設定する。空隙率は高く設定する程、ロール部の有する総空隙量を増加させる事ができる為、鋼板表面から搾取された油分のロール部における保持量を増加させることができる。なお、８０％以上に設定した場合には、ロール片は軽量になるが、剛性及び耐摩耗性が低く、引き裂き等の形状劣化を発生しやすく、耐久性が満足できるものではない。

ロール部の見掛け密度は、０．３〜１．０グラム毎立法センチメートルの範囲内で、使用する被洗浄面の種類に応じて最適となるように設定する。見掛け密度は、高く設定する程ロール部の有する総繊維量を増加させる事ができるので、鋼板表面から搾取する油分量を増加させることができる。また、低く設定する程、ロール部の有する総空隙量を増加させることができるので、使用寿命が永く耐久性のよいものにできる。なお、見掛け密度を０．１グラム毎立法センチメートル以下に設定した場合には、ロール部は軽量になるが、剛性及び耐摩耗性が低く、耐久性が劣るものとなる。

ロール片は、不織布と極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンの基部からなる二重構造体が形成でき、かつ、未反応モノマーが形成されて無いポリウレタンの基部が形成可能であれば、その製造方法は特に問わないが、請求項３に記載の製造方法によるのが望ましい。

請求項３の発明のロール片の製造方法は、主成分及び副成分を混合紡糸して繊維にしたものを立体的に編込み、ウレタンを含浸凝固させて極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンを形成させ、しかる後該副成分を溶解除去させることにより、主成分からなる不織布と極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンの基部とからなる二重構造体を形成させることを特徴としている。なお、気泡は、連続発泡、独立発泡のいずれでも良いが、独立発泡にすれば、ロール片の内部に洗浄水等が入り込むことが無いので、ロール片の重量変化を抑えることができる。

本発明のロールは、概円盤状のロール片を複数枚重ね合わせて台座に貫通させて装着されたロールであって、ロール片は、ポリアミド繊維などの不織布と極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンの基部とからなり、不織布と基部の間に空隙部が形成された二重構造体である。
ポリウレタンの基部は、高い耐摩耗性を有するので、耐久性の優れたロール片を、製造することができる。また、基部は、極微細な気泡を有している為、ロール片の重量を軽くすることができると共に、ロール片に加えられた衝撃を吸収することができる。したがって、被洗浄面にたいして、柔軟に接触させることができ被洗浄面に傷を付ける事が無い。

不織布としてナイロンに代表されるポリアミド繊維を使用した場合には、ポリアミド繊維の有する、耐摩耗性、耐熱性、及び弱酸から強アルカリにおける耐薬品性の高さ、吸水率の高さ等の特性をロール部に持たせることができる。また、ポリエステルを使用した場合には、ポリエステルの有する、耐熱性、及び強酸から弱アルカリにおける耐薬品性の高さ、吸水率の低さ、価格の低さ等の特性をロール部に持たせることができる。また、ポリプロピレン繊維を使用した場合には、ポリプロピレン繊維の有する、吸水率が０％、価格の低さ、軽量である等の特性をロール部に持たせることができる。また、別名、ウレタン弾性糸とも呼ばれるウレタンゴム繊維を使用した場合には、ウレタンゴム繊維の有する、親油性の高さ、弾性の高さ等の特性をロール部に持たせることができる。

ロール片は、その接触面の硬度が９０〜３０、空隙率が７０〜２０％、見掛け密度が０．３〜１．０グラム毎立法センチメートルに形成すれば（請求項２）、求められる柔軟性、剛性、及び耐摩耗性を十分に満足する事ができると共に、引き裂き等の形状劣化が発生する事が無く、十分な耐久性を有する事ができる。

ロール片の製造方法は、請求項３に記載のように、主成分及び副成分を混合紡糸して繊維にしたものを立体的に編込み、ウレタンを含浸凝固させて極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンを形成させ、しかる後該副成分を溶解除去させることにより、主成分からなる不織布と極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンの基部とからなる二重構造体を形成させるようにしたので、溶解除去時に、ポリウレタン内に形成されている未反応モノマーが、副成分と共に、溶解除去される。
ところで、未反応モノマーは、極めて早期に酸化されやすい性質を有している。その為、ロール片の内部に未反応モノマーが形成されている場合には、ロール片は未反応モノマーの酸化による弾性劣化を起こして硬化し、耐久性が極めて低くなってしまう。また、ロール片の変色、黄変化等も早期に発生してしまう。
ロール片は、未反応モノマーが前記副成分と共に溶解除去されているので、酸化による弾性劣化を起こして硬化することがほとんど無く、極めて高い耐久性を有し、また、ロール片の変色、黄変化等もほとんど発生することが無い。

本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。

請求項１の発明を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態のロールを、鋼板表面の油分搾取用として示す正面図である。
図１において、１はロール、２は台座、３は止め金具、４はプレート、５はロール片、５１はロール部である。図２は、図１に使用するロール片を、前面側から見た斜視図である。図２において、３１は穴部、３２は端部である。図３は、図２の部分拡大図である。図３において、７は不織布、８は空隙部、９は基部である。図４は、図３の部分拡大図である。図４において、６は繊維、１０は気泡である。図５は、図１のロールの断面図である。図６は、本発明の他の実施の形態のロール片を、前面側から見た斜視図である。図６において、１５はロール片、１６は繊維、１７は不織布、１８は空隙部、１９は基部、４０は気泡である。

ロール１は、図１及び図５の如く、台座２、止め金具３、プレート４、及び複数のロール片５から形成されたロール部５１より構成されている。台座２は、略円柱形状で、台座２の外周には、複数のロール片５が重ね合わされたロール部５１が形成され、両側から止め金具３、及びプレート４にて挟み付けられて装着されている。また、止め金具３には、スナップリングが使用されている。また、ロール片５は、図２の如く、概円盤状の平板形状で、中心部には穴部３１が形成され、外周部には、端部３２が形成されている。なお、ロール部５１は、ロール１に使用する総数のロール片５より形成されている。

ロール１は、ロール片５を概円盤状の平板形状に打ち抜き、複数重ね合わせて、穴部３１を台座２に対して貫通させた後、台座２の長手方向から、プレス機にて所定長さだけ圧縮させ、その後、止め金具３、及びプレート４にて挟み付けて固定する。次に、所定時間放置することにより、重ね合わせた複数のロール片５の内部応力を均一化させ、端部３２を切削加工及び研磨加工して製作される。また、ロール片５は、図３の如く、不織布７、及び基部９よりなる二重構造体にて形成されており、不織布７と基部９の間には、空隙部８が形成されている。不織布７は、図４の如く、複数本の繊維６から形成されており、材質には、ポリエステルが使用されている。また、基部９は、極微細な気泡１０を有する多孔質化された構造体にて形成されており、材質には、ポリウレタンが使用されている。

また、本発明のロールを、従来の不織布と同条件にて比較する為に実施した、鋼板表面の油分搾取用として使用した形態時における油分搾取性能及び磨耗性能の試験結果を記載する。まず、油分搾取性能試験については、外径が３２０ｍｍ、内径が２４０ｍｍ、全長が１１４０ｍｍのロール部を有するロールを作成した。また、溶融亜鉛メッキ鋼板の上面に、スギムラ化学工業株式会社製の洗浄油プレトンＲ−３０３Ｐを毎分５０リットルにて散布した。次に、周速を毎分１００ｍにて回転させた前記ロールにたいして、所定の線圧にて押付けて、溶融亜鉛メッキ鋼板を通過させ、溶融亜鉛メッキ鋼板の上面の油膜厚みを測定した。

その結果、本発明のロールは、線圧が６．５〜１０ｋｇｆ／ｃｍにて油膜厚みが０．０９〜０．０６μｍであり、従来の不織布は、同じ線圧にて、油膜厚みが１．９〜１．６μｍであった。また、磨耗性能試験については、外径が１２０ｍｍ、内径が５０ｍｍ、全長が１９０ｍｍのロール部を有するロールを２本作成した。その後、前記ロールの１本の表面に、＃３６の研磨紙を巻き付け固定後、２本のロールを、線圧８．３ｋｇｆ／ｃｍ、周速を毎分１００ｍにて、３０分間互いに押付けて回転させた後、＃３６の研磨紙が巻き付け固定されていないロールにおけるロール部の摩耗量を測定した。その結果、本発明のロールは、摩耗量が０．０３ｋｇであり、従来の不織布は、摩耗量が０．０５ｋｇであった。以上の試験結果から、本発明のロールは、従来の不織布と比較して、油分搾取性能及び磨耗性能が、格段に改善されているという結果が得られた。

実施例のロール１は、上記の如くの構成となっているので、ロール片５には、不織布７、及び極微細な気泡１０を有する多孔質化されたポリウレタンの基部９からなる二重構造体が形成されている。ポリウレタンの基部９は、高い耐摩耗性を有している為、耐久性の優れたロール片５を、製造することができる。また、基部９は、極微細な気泡１０を有している為、ロール片５の重量を、軽くすることができると共に、ロール片５に加えられた衝撃を、吸収することができる。また、ロール片５は、不織布７、及び基部９よりなる二重構造体にて形成されており、不織布７と基部９の間には、空隙部８が形成されてあると共に、基部９は、極微細な気泡１０を有する多孔質化されたポリウレタンにて形成されている為、ロール片５を、被洗浄面にたいして、柔軟に接触させることができる。また、基部９は、多孔質化されたポリウレタンから形成されてある為、被洗浄面に傷を付ける事が無い。

図６は、本発明の別の実施例のロール片を示すもので、不織布１７、及び基部１９よりなる二重構造体にて形成され、不織布１７と基部１９の間には、空隙部１８が形成されている。不織布１７は、単繊維１６にて形成されており、材質には、ポリエステルが使用されている。また、基部１９は、極微細な気泡４０を有する多孔質化された構造体にて形成されており、材質には、ポリウレタンが使用されている。

このロール片１５は、上記のような構成となっているので、単繊維１６にて形成された不織布１７は、高い剛性及び高い耐久性を有する。その為、ロール片１５を、被洗浄面にたいして、強力に接触させることができ、被洗浄面の汚れ等が、強力な付着力を有する場合であっても、高い洗浄性がある。

次に、ロール片５の製造方法について説明する。まず、主成分及び副成分を混合紡糸して繊維を作成後、特殊な針を突き刺して、前記繊維を立体的に編込む。前記の如く、立体的に編込む製造方法は、一般的には、ニードルパンチングと呼ばれている。次に、前記繊維にウレタンを含浸凝固させて極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンを形成させた後、前記副成分を溶解除去させる。

上記の製造方法により、主成分からなる複数本の繊維６が立体的に編込まれた不織布７、及び極微細な気泡１０を有する多孔質化されたポリウレタンの基部９からなる二重構造体が、形成される。なお、前記の副成分の溶解除去時には、同時に、ポリウレタン内に形成されている未反応モノマーが、前記の副成分と共に、溶解除去される。また、上記のウレタンを、含浸凝固させる方法としては、ウレタン溶液を充填させた繊維を、水中に浸漬させる方法が使用されている。また、主成分には、ポリエステルが使用されており、副成分には、ポリエチレンが使用されている。

なお、ロール片５は、その接触面の硬度が９０〜３０、空隙率が７０〜２０％、見掛け密度が０．３〜１．０グラム毎立法センチメートルにて形成されている。

ロール１はこのように製造されるので、溶解除去時に、ポリウレタン内に形成されている未反応モノマーが、副成分と共に、溶解除去される。ところで、未反応モノマーは、極めて早期に酸化されやすい性質を有している。その為、ロール片５の内部に、未反応モノマーが形成されている場合には、ロール片５は、未反応モノマーの酸化による弾性劣化を起こして硬化し、耐久性が極めて低くなってしまう。また、ロール片５の変色、黄変化等も早期に発生してしまう。ロール片５は、未反応モノマーが、副成分と共に、溶解除去されるので、酸化による弾性劣化を起こして硬化することがほとんど無く、極めて高い耐久性を有することができる。また、ロール片５の変色、黄変化等も、ほとんど発生することが無い。

本発明のロールは、さまざまな目的にたいして使用可能であるが、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分の除去、搾取、洗浄、及び前記被洗浄面に水分、油分、あるいは薬品成分を塗布する目的以外にも、高い耐久性を必要とするロールとして、広く好適に使用することができる。

本発明のロールの実施の形態を示す正面図である。 同、図１に使用するロール片を、前面側から見た斜視図である。 同、図２の部分拡大図である。 同、図３の部分拡大図である。 同、図１のロールの断面図である。 同、別の実施の形態のロール片の拡大図である。

符号の説明

１ ロール
２ 台座
３ 止め金具
４ プレート
５、１５ ロール片
６、１６ 繊維
７、１７ 不織布
８、１８ 空隙部
９、１９ 基部
１０、４０ 気泡
３１ 穴部
３２ 端部
５１ ロール部

Claims (3)

1. 鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分の除去、搾取、洗浄、及び該被洗浄面に水分、油分、あるいは薬品成分を塗布するため、概円盤状のロール片を複数枚重ね合わせて台座に貫通させて装着されたロールであって、該ロール片は、不織布と基部とからなり、該不織布と該基部の間に空隙部が形成された二重構造体であり、該不織布の主成分は、ポリアミド繊維、ポリエステル、ポリプロピレン繊維、ウレタンゴム繊維のいずれか１種または複数からなり、該基部は、極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンであることを特徴とするロール。
2. 前記ロール片は、その接触面の硬度が９０〜３０、空隙率が７０〜２０％、見掛け密度が０．３〜１．０グラム毎立法センチメートルに形成されたことを特徴とする請求項１記載のロール。
3. 請求項１記載のロールにおいて、該ロール片は、主成分及び副成分を混合紡糸して繊維にしたものを立体的に編込み、ウレタンを含浸凝固させて極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンを形成させ、しかる後該副成分を溶解除去させることにより、主成分からなる不織布と極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンの基部とからなる二重構造体を形成させることを特徴とするロール片の製造方法。