JP2014000507A - ロール及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間に亘り、ロール部の形態安定化が維持されると共に、ロールのバーストが防止され、基材の不使用部分を減少させ、基材の有効活用を図ることにより、生産コストを抑えたロール、及びそのロールを搭載した洗浄装置を安価にて提供する。
【解決手段】ロール２１は、台座２５、止め金具２７、プレート２８、及び１個のモジュール部２３から形成されたロール部２２より構成されてある。台座２５は、鉄等の金属材料からなる略円柱形状であり、外周にロール部２２が形成されている。また、ロール部２２は、概円環状のロール片２６と、四半の部分構成片３０ａ、３０ｂが組み合わされたロール部材２４が交互に積層され、接合して一体化されたモジュール部２３が、両側から止め金具２７、及びプレート２８にて挟み付けられて装着されてある。止め金具２７には、スナップリングが使用されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロール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の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールに関しては、さまざまな改良がなされ、例えば、不織布からなる平板状の基材から概円環状のロール片を抜き取り、複数の前記ロール片を、略円柱形状、あるいは略円筒形状の台座の外周面に積層すると共に、プレス機にて圧縮し、積層されたロール片の外周端面を切削加工、及び研磨加工してロール部が形成されたロールが、一般的に知られている。

ところで、上記の如くのロール片を抜き取った後の基材、すなわち抜き取られたロール片の内側部分の一般的に中抜き材と呼ばれている部分の基材、あるいはロール片と中抜き材を抜き取った後の抜き穴を有する一般的に端材と呼ばれている部分の基材については、ほとんど使途が無く、廃棄処分されている。

図１０を用いて、従来のロールにおけるロール片の形成方法について詳述する。

図１０（ａ）は、従来のロールにおけるロール片及び中抜き材を抜き取る際の不織布からなる基材の平面図、図１０（ｂ）は、ロール片を前面側から見た斜視図、図１０（ｃ）は、中抜き材の平面図、図１０（ｄ）は、端材の平面図である。

図１０（ａ）、及び（ｂ）において、概円環状のロール片５６は、不織布５９からなる平板状の基材からトムソン型、あるいはレーザーカッター等を用いて抜き取られる。ロール片５６の内周等分２箇所に設けられた溝部５３は、ロール片５６が台座（図示せず）に積層される際、台座の外周等分２箇所に設けられたキー（図示せず）に勘合挿入され、ロール（図示せず）の回転中にロール片５６の位置ずれを防止する目的で形成されている。

そして、ロール片５６を抜き取った後には、図１０（ｃ）の如く、抜き取られたロール片５６の内側部分の不織布５９からなる中抜き材５４と、図１０（ｄ）の如く、ロール片５６と中抜き材５４を抜き取った後の抜き穴５２を有する不織布５９からなる端材５５が残る。しかしながら、中抜き材５４、及び端材５５については、ほとんど使途が無く、廃棄処分されている。しかも、ロール片５６の外径、あるいは内径にもよるが、ロール片５６として有効活用される不織布５９からなる基材の体積比率は約３０〜４５％であるのにたいして、有効活用の使途がほとんど無く廃棄処分される基材、すなわち中抜き材５４、及び端材５５の体積比率は約５５〜７０％である。前記の如く、従来のロールにおいては、有効活用の使途がほとんど無い基材の体積比率が、有効活用される基材の体積比率を上回る為、ロールの生産コストの上昇につながるという問題があった。

上記問題を解決するために、ロール素材よりロール構成用の部分構成片を作成し、この部分構成片を数枚連設してなる円環状集成要素と、この円環状集成要素を多数枚積層処理して構成するロール本体と、このロール本体が套嵌される軸本体とで構成された連設する集成要素よりなる軸方向積層構造ロール（例えば、特許文献１）が考案されている。

また、ロール軸の周面に、複数枚の円弧状シート状物を該ロール軸を中心として位相をずらしながら、重ね合わせて螺旋状に巻回した後、該複数枚の円弧状シート状物を該ロール軸方向に圧縮することを特徴とする円筒状ロール（例えば、特許文献２）がある。

さらに、概円環状のロール片と、平板状の部分構成片を接合したロール部材を台座の外周に積層して形成されたロール（例えば、特許文献３）が開示されている。

特許第３６１０４７２号公報 特開２００４−３４５０１６号公報 特開２００８−２５９９３６号公報

特許文献１の軸方向積層構造ロールは、ロール本体がロール素材より抜き取られた複数枚の部分構成片を連設してなる円環状集成要素を、多数枚積層処理して構成されている為、ロール素材の有効活用を図ることはできる。しかしながら、円環状集成要素は、複数枚の部分構成片を順次、接合して形成していくので、円環状集成要素を真円に形成することは難しく、円環状集成要素の形状品質を保持することは極めて困難である。すなわち、円環状集成要素の外周面、及び内周面は楕円状に変形して形成されやすい。前記の如くの円環状集成要素を軸本体に積層した場合、円環状集成要素の内周面と、軸本体の外周面の間に隙間が生じ、ロール本体の回転に伴い、軸本体から円環状集成要素の位置ずれが発生する。その為、ロール本体の表面が凹凸に変形し、最悪の場合、円環状集成要素が軸本体から脱落してロール本体がバーストする可能性があり、長期間に亘り、ロール本体を使用することが難しいという課題を有していた。

また、特許文献２の円筒状ロールにおいては、円筒状ロールは、複数枚の円弧状シート状物を、ロール軸を中心として位相をずらしながら、重ね合わせて螺旋状に巻回して形成されている為、不織布製のシート状物の有効活用を図ることはできる。しかしながら、円筒状ロールは、ロール軸の周りに、複数枚の円弧状シート状物を螺旋状に巻回して形成されているのみなので、円筒状ロールの回転に伴い、円弧状シート状物がロール軸から脱落しやすく、長期間に亘り、円筒状ロールの形態安定化を維持することが難しいという課題を有していた。

また、特許文献３のロールは、概円環状のロール片と、平板状の部分構成片を接合したロール部材を台座の外周に積層して形成されているので、基材の有効活用を図ることはできる。さらに、ロール部材は、ロール片と部分構成片を、縫製等の接合手段を用いて形成されている為、ロールの回転中に部分構成片が脱落することがない。しかしながら、ロール部材を形成する際、ロール片と部分構成片を、縫製等の接合手段を用いて接合する為、手間がかかり、接合手段に要する作業費用が嵩み、ロールコストを削減することが難しいという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、長期間に亘り、ロール部の形態安定化が維持されると共に、ロールのバーストが防止され、基材の不使用部分を減少させ、基材の有効活用を図ることにより、生産コストを抑えたロール、及びそのロールを搭載した洗浄装置を安価にて提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決する為に、請求項１の発明のロールは、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールは、ロール部及び台座を有し、前記ロール部は前記台座の外周に形成されてあると共に、少なくとも１個以上のモジュール部を有し、前記モジュール部は不織布からなる部分構成片が組み合わされた概円環状のロール部材を有して積層され、接合されて一体化されてあるもので、ロール部材は接合され、一体化されたモジュール部にて形成されている。その為、ロールの回転中に部分構成片が台座の外周から脱落することがないので、長期間に亘り、ロール部の形態安定化が維持される。

また、モジュール部をロール部材のみで構成した場合、不織布からなる基材から中抜き材を発生させることなく、端材の発生も極力抑えることができる。その為、不織布から効率的に部分構成片を抜き取ることができるので、ロールのコストの低減につながる。

さらに、モジュール部を形成する際、縫製等の接合手段を介することなく製作することができるので、生産工程の効率化を図ることができ、生産コストを安価に抑えることができる。なお、モジュール部は複数のロール部材を、軸体の外周に重ね合わせ、所望の硬度が得られるよう圧縮して仮モジュールを形成し、得られた仮モジュールを加熱等の手段を用いることにより製作される。

請求項２の発明のロールは、特に、請求項１のロールにおいて、モジュール部はロール部材を構成する部分構成片の端部の合わせ部が積層方向にたいして少なくとも一箇所以上の隣接する一致しない重ね合わせ部を有するもので、モジュール部を形成する際、ロール部材の合わせ部は、隣り合う他のロール部材の平面部に位置して重ね合わせ部が形成される。その為、隣り合うロール部材の接合強度がアップし、ロールの回転中に台座の外周から部分構成片が脱落することを、一層防止することができ、ロールのバーストの危険性が回避され、ロールの耐用期間の長期化につながる。

請求項３の発明のロールは、特に、請求項１のロールにおいて、前記ロールは概円環状のロール片が積層され、接合されて一体化されてあるもので、モジュール部は部分構成片が使用されていない為、被洗浄面が頻繁に通過し、ロールの耐久性が特に要求されるロール部の略中央部での使用に適している。

請求項４の発明のロールは、特に、請求項１から３のロールにおいて、不織布は繊維及び結合剤を有するもので、モジュール部を形成する際、複数のロール部材やロール片を、軸体の外周に重ね合わせ、所望の硬度が得られるよう圧縮して仮モジュールを形成した後、加熱することにより、結合剤を溶解させることができる。その後、冷却することにより、ロール部材やロール片を接合し、一体化させることができるので、安価にてモジュール部を製作することができる。

請求項５の発明のロールは、特に、請求項１から４のロールにおいて、部分構成片の端部の合わせ部は凹部と凸部が嵌合されて形成されてあるもので、部分構成片に形成された凸部を、他の部分構成片に形成された凹部に嵌合挿入することにより、嵌合された部分構成片は、互いに仮固定する事ができ、容易に概円環状のロール部材を形成することができると共に、作業時間の短縮につながる。

請求項６の発明の洗浄装置は、請求項１から５のいずれか１項に記載されたロールと、前記ロールを回転駆動する駆動手段を少なくとも有するもので、生産コストを抑えたロールが搭載されている。その為、コストを抑えて、安価にて洗浄装置を提供することができる。

請求項１の発明のロールは、長期間に亘り、ロール部の形態安定化が図られると共に、ロールのコストを低減させることができる。

請求項２の発明のロールは、バーストの危険性が回避され、ロールの耐用期間の長期化を図ることができる。

請求項３の発明のロールは、構成要件であるモジュール部が、耐久性を特に要求されるロール部の略中央部での使用に最適である。

請求項４の発明のロールは、結合剤を溶解させてモジュール部を製作することができるので、生産工程が簡略化され、安価にてモジュール部を製作することができる。

請求項５の発明のロールは、容易に概円環状のロール部材を形成することができ、作業時間の短縮を図ることができる。

請求項６の発明の洗浄装置は、生産コストを抑えたロールが搭載されていることから、安価にて提供することができる。

本発明の第２の実施例におけるロールの正面図である。 （ａ）部分構成片を抜き取る際の不織布の平面図、（ｂ）他の部分構成片を抜き取る際の不織布の平面図、（ｃ）ロール片を抜き取る際の不織布の平面図である。 （ａ）ロール部材の平面図、（ｂ）他のロール部材の平面図、（ｃ）ロール部材と他のロール部材を重ね合わせた平面図である。 （ａ）ロール部の両端部に位置するモジュール部を前面側から見た斜視図、（ｂ）ロール部の略中央部に位置するモジュール部を前面側から見た斜視図である。 （ａ）ロール片を前面側から見た斜視図、（ｂ）不織布の結合状態を示す拡大図である。 本発明の第１の実施例におけるロールの正面図である。 （ａ）図６のＡ−Ａ断面図、（ｂ）重ね合わされたロール部材とロール片を前面側から見た斜視図である。 （ａ）ロール片及び中抜き材を抜き取る際の不織布の平面図、（ｂ）部分構成片を中抜き材から抜き取る際の平面図、（ｃ）部分構成片を端材から抜き取る際の平面図、（ｄ）部分構成片を他の不織布から抜き取る際の平面図である。 本発明のロールが搭載された洗浄装置の説明図である。 （ａ）従来のロールにおけるロール片及び中抜き材を抜き取る際の不織布の平面図、（ｂ）ロール片を前面側から見た斜視図、（ｃ）中抜き材の平面図、（ｄ）端材の平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

図６から図８を用いて、実施例１のロールについて説明する。

図６、及び図７（ａ）において、ロール２１は、台座２５、止め金具２７、プレート２８、及び１個のモジュール部２３から形成されたロール部２２より構成されてある。台座２５は、鉄等の金属材料からなる略円柱形状であり、外周にロール部２２が形成されている。また、ロール部２２は、概円環状のロール片２６と、四半の部分構成片３０ａ、３０ｂが組み合わされたロール部材２４が交互に積層され、接合して一体化されたモジュール部２３が、両側から止め金具２７、及びプレート２８にて挟み付けられて装着されてある。止め金具２７には、スナップリングが使用されている。なお、ロール部２２は、ロール２１に使用する総数のロール部材２４、及びロール片２６より形成されてある。台座２５の外周等分２箇所に設けられたキー３１は、概四角形断面を有する鉄等の金属材料であり、溶接、ネジ止め等の方法を用いて、台座２５の外周の長手方向に固定されてある。

なお、台座２５は、略円筒形状の形態も採用できる。また、キー３１は、使用目的に応じて、台座２５の外周にたいして、等分３箇所、等分４箇所等設けても構わない。

図７（ｂ）において、一片のロール部材２４は、概円環状に形成された一片のロール片２６にたいして、平板状の概扇形状に形成された四半の部分構成片３０ａ、３０ｂを４枚組み合わせ、重ね合わせられている。ロール片２６の内周等分２箇所には、溝部３３が形成されてあり、４枚の四半の部分構成片３０ａ、３０ｂの内、２枚の部分構成片３０ｂには、溝部３３が形成されてある。ロール片２６の有する溝部３３と、部分構成片３０ｂの有する溝部３３は、概四角形の略同一形状、且つ略同一寸法である。ロール片２６の有する溝部３３と略一致するように、部分構成片３０ｂの有する溝部３３が配置される。なお、部分構成片３０ａ、３０ｂは、四半以外の形状も採用できる。部分構成片３０ａと、他の部分構成片３０ｂの端部の合わせ部３６は、ロール片２６の平面部に重ね合わされ、重ね合わせ部３７が形成される。

そして、ロール部材２４、及びロール片２６が、台座２５の外周に積層される際、溝部３３、３３は、図７（ａ）の如く、台座２５の外周等分２箇所に設けられたキー３１に勘合挿入される。溝部３３、３３を、キー３１に勘合挿入することにより、ロール部材２４、及びロール片２６は、ロール２１の回転中に位置ずれすることが防止される。

次に、図８（ａ）から（ｄ）を用いて、ロール２１の製作方法について説明する。

最初に、図８（ａ）の如く、平板状の不織布２９からトムソン型、あるいはレーザーカッター等を用いて、２箇所の溝部３３を有する概円環状のロール片２６、及びロール片２６の内側部分の中抜き材３４を抜き取る。次に、図８（ｂ）の如く、不織布２９からなる中抜き材３４と、図８（ｃ）の如く、ロール片２６と中抜き材３４を抜き取った後の抜き穴３２を有する不織布２９からなる端材３５より、トムソン型、あるいはレーザーカッター等を用いて、複数の四半の部分構成片３０ａ、３０ｂを抜き取る。

なお、生産性を向上させる為、トムソン型、あるいはレーザーカッター等を用いて、不織布２９からロール片２６、及び部分構成片３０ａ、３０ｂを同時に抜き取ってもよい。また、複数枚の不織布２９を重ね合わせて、ロール片２６、及び部分構成片３０ａ、３０ｂを抜き取ることもできる。

また、図８（ｄ）の如く、平板状の不織布２９から複数の部分構成片３０ａ、３０ｂを、トムソン型、あるいはレーザーカッター等を用いて抜き取っても構わない。

上記の如くに形成されたロール片２６と、四半の部分構成片３０ａ、３０ｂは、図７（ｂ）の如く、ロール片２６の溝部３３と略一致するように、部分構成片３０ｂの溝部３３が配置されると共に、部分構成片３０ｂの端部と、溝部３３が形成されていない部分構成片３０ａの端部が接するようにして合わせ部３６を有するロール部材２４を形成し、ロール片２６に重ね合わされる。ロール部材２４の有する合わせ部３６は、ロール片２６の平面部に位置し、積層方向にたいして重ね合わせ部３７が形成される。

また、図７（ｂ）の如く、ロール片２６の外周端面と、部分構成片３０ａ、３０ｂからなるロール部材２４の外周端面は一致していると共に、内周端面も一致するよう形成されている。

次に、概円環状に形成されたロール部材２４、及びロール片２６を交互に複数重ね合わせて、台座２５にたいして貫通させると共に、溝部３３、３３を、台座２５の外周等分２箇所に設けられたキー３１に勘合挿入する。そして、台座２５の長手方向からプレス機にて所定長さだけ圧縮させた後、止め金具２７、及びプレート２８にて挟み付けて固定する。次に、所定時間、加熱することにより、ロール部材２４、及びロール片２６を接合してモジュール部２３を形成する。次いで、モジュール部２３の外周端面を切削加工、及び研磨加工し、台座２５の外周にロール部２２を形成して、ロール２１が製作される。なお、キー３１が装着されていない台座２５を用いることもでき、その際には、ロール片２６、及び部分構成片３０ｂに溝部３３を形成する必要はない。

上記の如く構成されたロール２１の動作、作用は下記の通りである。

部分構成片３０ａ、３０ｂを、中抜き材３４や端材３５から抜き取ることができるので、不織布２９の有効活用を図ることができる。その為、ロール２１のコストを抑制することができる。

モジュール部２３を形成する際、ロール部材２４の有する合わせ部３６は、隣り合うロール片２６の平面部に位置して重ね合わせ部３７が形成される。その為、ロール部材２４の接合強度がアップし、ロール２１の回転中に台座２５の外周から部分構成片３０ａ、３０ｂが脱落することが防止され、ロール２１のバーストの危険性が回避されると共に、ロール２１の耐用期間の長期化につながる。

次に、本発明のロール２１のロール部２２の形態安定性能について、下記要領にて試験した。

最初に、不織布２９から外径が１３０ｍｍ、内径が５０ｍｍで、内周等分２箇所に幅が１６ｍｍ、高さが５ｍｍの溝部３３を有するロール片２６を複数枚、抜き取った。次に、端材３５、及び不織布２９から複数の四半の部分構成片３０ａ、３０ｂを抜き取った。部分構成片３０ｂには、ロール片２６と略同一形状、且つ略同一寸法の溝部３３が形成されてある。次いで、ロール片２６にたいして、４枚の部分構成片３０ａ、３０ｂを重ね合わせてロール部材２４を形成する。そして、複数のロール部材２４、及びロール片２６を、外周等分２箇所に幅が１６ｍｍ、高さが５ｍｍの概四角形断面を有するキー溝が装着された略円柱形状の台座２５に積層し、仮モジュールを形成した。次に、仮モジュールを、所定の温度に設定された恒温槽に所定時間入れて、不織布２９の有する結合剤を溶融し、隣り合うロール部材２４、及びロール片２６を接合してモジュール部２３を形成した。次に、モジュール部２３の外周端面を１０ｍｍ切削加工、及び研磨加工して、外径が１２０ｍｍ、内径が５０ｍｍ、全長が１９０ｍｍのロール部２２を有する試験用のロール２１を１本製作した。なお、ロール部２２の硬度は８３°に設定した。硬度は、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、不織布２９は繊維が綿とナイロンからなり、結合剤としてＮＢＲが配合されている。

次に、外径が１１７ｍｍで、外周等分２箇所に幅が２５ｍｍ、高さが１．５ｍｍ、長さが１９０ｍｍの鉄製の平行キーを装着した鉄からなる略円筒形状のワークロールを１本用意した。そして、試験用のロール２１が上部、ワークロールが下部となるように、回転試験機に上下一対でロール２１とワークロールを設置した。次に、ワークロールにスギムラ化学工業製の洗浄油プレトンＲ−３０３ＰＸ２を、毎分６リットルにて散布すると共に、２７０ｒｐｍにて回転させ、ロール２１に線圧６ｋｇｆ／ｃｍの圧力を加えてワークロールに押し付け、５０時間に亘り、回転させた。

５０時間後のロール２１に形成されたロール部２２の表面の凹凸状態、及び部分構成片３０ａ、３０ｂの台座２５からの脱落状態を目視観察した。なお、本試験においては、ワークロールに装着された鉄製の平行キーが１回、ロール部２２に当接すると、鋼板１枚がロール部２２に当接したものとカウントする。従って、ワークロールには等分２箇所に平行キーが装着されてあるので、ワークロールが１回転すると、２枚の鋼板がロール部２２に当接したことになる。ワークロールは２７０ｒｐｍで回転しているので、１分間では５４０枚の鋼板がロール部２２に当接したことになり、５０時間では１６２００００枚の鋼板がロール部２２に当接したことに相当する。

上記試験の結果、ロール部２２の表面は凹凸になっておらず、部分構成片３０ａ、３０ｂの台座２５からの脱落も見受けられず、本発明のロール２１は、長期間に亘り、ロール部２２の形態安定化が維持される非常に優れたものであることが判明した。

図１から図５を用いて、実施例２のロールについて説明する。

図１において、ロール１は、台座５、止め金具７、プレート８、及びモジュール部３ａ、３ｂからなるロール部２より構成されている。台座５は、鉄、ＳＵＳ、アルミニウム等の金属材料からなり、略円柱形状、略円筒形状のいずれかであり、外周にロール部２が形成されている。ロール部２は、両端部に複数のロール部材４ａ、４ｂが積層され、接合されて一体化されたモジュール部３ａが位置すると共に、略中央部には複数のロール片６が積層され、接合されて一体化されたモジュール部３ｂが位置するよう構成され、両側から止め金具７、及びプレート８にて挟み付けられて形成されてある。止め金具７には、スナップリングが使用されている。

図４（ａ）において、ロール部２の両端部に位置するモジュール部３ａは、概円環状のロール部材４ａと、概円環状の他のロール部材４ｂが交互に積層され、接合されて一体化されている。図３（ａ）、及び図３（ｂ）の如く、ロール部材４ａ、４ｂの内周等分２箇所には溝部１３、１３が設けられ、前記溝部１３、１３は台座５の外周等分２箇所の長手方向に設置された凸状のキー（図示せず）に嵌合挿入され、ロール１にたいする廻り止めとなる。

ロール部材４ａは、四半の部分構成片１０ａ、１０ｂから構成され、部分構成片１０ａ、１０ｂは図２（ａ）に示すように、平板状の不織布９からトムソン型やレーザーカッター等を用いて打ち抜かれる。部分構成片１０ａは、一方の端部に概Ω状の凸部１１、他方の端部に概Ω状の凹部１２が設けられている。他の部分構成片１０ｂは、一方の端部に概Ω状の凸部１１、他方の端部に概Ω状の凹部１２が設けられると共に、内周部に溝部１３が設けられている。そして、部分構成片１０ａと他の部分構成片１０ｂの端部の合わせ部１６に設けられた凹部１２と凸部１１がそれぞれ嵌合挿入されることにより、一片のロール部材４ａが形成される。

ロール部材４ｂは、四半の部分構成片１０ｃ、１０ｄから構成され、部分構成片１０ｃ、１０ｄは図２（ｂ）に示すように、平板状の不織布９からトムソン型やレーザーカッター等を用いて打ち抜かれる。部分構成片１０ｃは、一方の端部に概Ω状の凸部１１、他方の端部に概Ω状の凹部１２が設けられると共に、凹部１２の近傍の内周部に半溝部１３ａが設けられている。他の部分構成片１０ｄは、一方の端部に概Ω状の凸部１１、他方の端部に概Ω状の凹部１２が設けられると共に、凸部１１の近傍の内周部に半溝部１３ｂが設けられている。そして、部分構成片１０ｃと他の部分構成片１０ｄの端部の合わせ部１６に設けられた凹部１２と凸部１１がそれぞれ嵌合挿入されることにより、一片のロール部材４ｂが形成される。なお、半溝部１３ａの端部と半溝部１３ｂの端部が合わさることにより、溝部１３が形成される。

上記の如く形成されたロール部材４ａと、他のロール部材４ｂは、図３（ｃ）に示すように重ね合わされ、中心に穴部１４、外周に側縁部１５が形成される。なお、ロール部材４ａの合わせ部１６と、他のロール部材４ｂの合わせ部１６は、図３（ｃ）、及び図４（ａ）の如く、積層方向にたいして一致しない重ね合わせ部１７となる。すなわち、ロール部材４ａの合わせ部１６は、隣り合う他のロール部材４ｂの平面部に位置して重ね合わせ部１７が形成され、ロール部材４ａの合わせ部１６と、他のロール部材４ｂの合わせ部１６は積層方向にたいして一致しないのである。

図４（ｂ）において、ロール部２の略中央部に位置するモジュール部３ｂは、複数の概円環状のロール片６が積層され、接合されて一体化されている。図５（ａ）の如く、ロール片６の内周等分２箇所には溝部１３、１３が設けられ、前記溝部１３、１３は台座５の外周等分２箇所の長手方向に設置された凸状のキー（図示せず）に嵌合挿入され、ロール１にたいする廻り止めとなる。ロール片６は、図２（ｃ）に示すように、平板状の不織布９からトムソン型やレーザーカッター等を用いて打ち抜かれ、中心に穴部１４、外周に側縁部１５が形成される。

不織布９は、図５（ａ）、及び（ｂ）の如く、繊維１８、及び結合剤１９を有し、結合剤１９は繊維１８の表面に略均一に付着している。結合剤１９は、繊維１８を結合すると共に、モジュール部３ａ、３ｂを形成する際には隣り合うロール部材４ａ、４ｂやロール片６、６を接合する。また、ロール１に弾力性を付与する役割も果たす。

次に、不織布９の製造方法について、いくつか述べる。

第１の方法は、複数本の繊維１８を、平板状に集積させて布状体を形成し、前記布状体を複数枚、重ね合わせた後、特殊な針を突き刺して、３次元に絡合された不織布９を得る。前記の製造方法は、一般的には、ニードルパンチングと呼ばれている。また、布状体はウエッブと呼ばれている。得られた不織布９は、結合剤１９となるポリウレタン溶液中に含浸され、不織布９にポリウレタンを充填させる。次いで、ポリウレタンを充填させた不織布９を、水中に浸漬させると共に、水中に二酸化炭素を注入し、炭酸発泡させることにより、不織布９、及び極微細な気泡を有する多孔質化された結合剤１９のポリウレタンよりなる平板状の二重構造体を形成する。なお、不織布９を形成する繊維１８には、ポリエステル、ナイロン、別名ウレタン弾性糸とも呼ばれるスパンデックス等が単独使用、あるいは併用される。

第２の方法は、複数本の繊維１８を、平板状に集積させて布状体となるウエッブを形成し、ニードルパンチングにより３次元に絡合された不織布９を得る。得られた不織布９にたいして、架橋剤を配合した結合剤１９をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて付着させ、加熱することにより不織布９を形成する繊維１８の間を結合させるもので、前記の製造方法により得られた不織布９は、一般的にケミカルボンド法不織布と呼ばれている。なお、不織布９を形成する繊維１８には、綿、レーヨン、セルロース等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成繊維が単独使用、あるいは併用される。また、結合剤１９には、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が単独使用、あるいは併用される。また、架橋剤は、前記結合剤１９の分子間に橋架け構造を形成し、弾力性を結合剤１９に付与する目的で配合されるものであり、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン等のメラミン樹脂、ブロックイソシアネート等のイソシアネート樹脂、脂肪族エポキシ等のエポキシ樹脂を単独、あるいは併用して用いることができる。

第３の方法は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂を溶融紡糸すると共に、得られた繊維１８にたいして１００〜１５０ｋｇｆ程度の高圧水流を噴射することにより、繊維１８を絡合させる。次いで、架橋剤を配合した結合剤１９をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて繊維１８に付着させ、加熱することにより不織布９を形成するもので、前記の製造方法により得られた不織布９は、一般的に水流絡合法不織布と呼ばれている。

上記に示した不織布９の製造方法は代表的な例であり、上記以外にも、例えば、熱溶融した合成樹脂を連続的に紡糸して繊維１８を形成し、繊維１８を延伸しながら捕集ネット上に集積して熱ロールで加圧することにより繊維１８を結合して不織布９を形成するスパンボンド法、熱溶融した合成樹脂を紡糸口から吐出する際、高温エアーで紡出し、捕集ネット上で加熱された繊維１８を結合させて不織布９を形成するメルトブロー法、塩化メチレン、フロン等の低沸点溶剤中に合成樹脂を溶解し、紡糸口から加熱、加圧状態で繊維１８を紡糸すると同時に、前記低沸点溶剤を揮発させ、繊維１８を捕集ネット上に集積し、熱ロールで加圧して繊維１８を結合して不織布９を形成するフラッシュ紡糸法、融点の異なる複数の合成樹脂を溶融して融点の高い方の合成樹脂を紡糸して繊維１８を形成し、溶融された融点の低い方の合成樹脂をバインダーとして繊維１８を接着させて不織布９を形成するファイバーボンド法やサーマルボンド法等により製造された不織布９に結合剤１９を配合して用いても構わない。なお、不織布９は、ロール１に形成された場合、被洗浄面の繰り返しの当接に強く、繊維１８がほつれ難く、織布、編物等の他の布帛をロール１に用いた場合に比べて、ロール１の耐久性の向上につながる。

本発明のロール１では、繊維１８と結合剤１９を有する不織布９を採用したが、繊維１８のみで構成された不織布９を用いても構わない。その場合、融点の異なる２種類以上の繊維１８で構成された不織布９が望ましい。モジュール部３ａ、３ｂを製作する際、加熱することで融点の最も低い繊維１８が溶融し、隣り合うロール部材４ａ、４ｂやロール片６を接合する。ロール部材４ａ、４ｂ、及びロール片６に用いられる不織布９の選択については、ロール１が使用される雰囲気温度、除去対象となる液体の性状等の使用条件、コスト等を考慮して、適宜、決定されるものである。

次に、ロール１の製作方法について説明する。

最初に、平板状の不織布９から部分構成片１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、及びロール片６をトムソン型、あるいはレーザーカッター等を用いて抜き取る。部分構成片１０ａと、他の部分構成片１０ｂの合わせ部１６の凹部１２と凸部１１が嵌合されることによりロール部材４ａを形成する。また、部分構成片１０ｃと、他の部分構成片１０ｄの合わせ部１６の凹部１２と凸部１１が嵌合されることによりロール部材４ｂを形成する。ロール部材４ａと、他のロール部材４ｂを複数枚用意し、軸体の外周に交互に積層して所望の硬度が得られるよう圧縮し、仮モジュールを形成する。次に、仮モジュールを加熱して不織布９の有する結合剤１９を溶融し、冷却することによりモジュール部３ａを製作する。同様に、複数枚のロール片６を、軸体の外周に積層して所望の硬度が得られるよう圧縮し、仮モジュールを形成する。次に、仮モジュールを加熱して不織布９の有する結合剤１９を溶融し、冷却することによりモジュール部３ｂを製作する。仮モジュールの加熱方法は、恒温槽等に仮モジュールを入れて加熱する乾式加熱、温水等に仮モジュールを浸漬させて加熱する湿式加熱等が採用される。加熱温度は、不織布９の有する結合剤１９の融点以下に設定されるのが望ましい。

次に、台座５の外周に、モジュール部３ａ、他のモジュール部３ｂ、モジュール部３ａの順に穴部１４を貫通させると共に、溝部１３、１３を、台座５の外周等分２箇所に形成されたキー（図示せず）に嵌合挿入して積層する。そして、台座５の長手方向からプレス機にて所定長さだけさらに圧縮させた後、止め金具７、及びプレート８にてモジュール部３ａ、３ｂを挟み付けて固定する。次に、側縁部１５を切削加工及び研磨加工し、台座５の外周にロール部２を形成してロール１が製作される。

ロール部２の表面部の硬度は、３０°〜９５°程度に設定されるのが望ましい。硬度が３０°未満の場合、硬度が低すぎて、被洗浄面の端面が繰り返しロール部２に当接すると、早期にロール部２が摩耗する。また、硬度が９５°を超えると、硬度が高すぎて、ロール１の弾力性が劣り、効果的にダム機能、及び吸排機能を発揮することが難しくなる。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。

上記の如く構成されたロール１の動作、作用は下記の通りである。

ロール１は、ロール部２、及び台座５を有し、ロール部２は台座５の外周に形成されてあると共に、３個のモジュール部３ａ、３ｂ、３ａを有し、モジュール部３ａは不織布９からなる部分構成片１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが組み合わされた概円環状のロール部材４ａ、４ｂを有して積層され、接合されて一体化されてあるので、ロール部材４ａ、４ｂは接合され、一体化されたモジュール部３ａにて形成されている。その為、ロール１の回転中に部分構成片１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが台座５の外周から脱落することがないので、長期間に亘り、ロール部２の形態安定化が維持される。

モジュール部３ａは、ロール部材４ａ、４ｂのみで構成されているので、不織布９からなる基材から中抜き材を発生させることなく、端材の発生も極力抑えることができる。その為、不織布９から効率的に部分構成片１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを抜き取ることができるので、ロール１のコストの低減につながる。

不織布９は、繊維１８、及び結合剤１９を有するので、モジュール部３ａ、３ｂを形成する際、複数のロール部材４ａ、４ｂやロール片６を、軸体の外周に重ね合わせ、所望の硬度が得られるよう圧縮して仮モジュールを形成した後、加熱することにより、結合剤１９を溶解させることができる。その後、冷却することにより、ロール部材４ａ、４ｂやロール片６を接合し、一体化させることができるので、縫製等の接合手段を介することなく、生産工程の効率化を図ることができ、安価にてモジュール部３ａ、３ｂを製作することができる。

モジュール部３ａは、ロール部材４ａ、４ｂを構成する部分構成片１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの端部の合わせ部１６が積層方向にたいして少なくとも一箇所以上の隣接する一致しない重ね合わせ部１７を有するので、モジュール部３ａを形成する際、ロール部材４ａの有する合わせ部１６は、隣り合う他のロール部材４ｂの平面部に位置して重ね合わせ部１７が形成される。その為、隣り合うロール部材４ａ、４ｂの接合強度がアップし、ロール１の回転中に台座５の外周から部分構成片１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが脱落することを、一層防止することができ、ロール１のバーストの危険性が回避され、ロール１の耐用期間の長期化につながる。

モジュール部３ｂは、概円環状のロール片６が積層され、接合されて一体化されてあるので、モジュール部３ｂは部分構成片１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが使用されていない為、被洗浄面が頻繁に通過し、ロール１の耐久性が特に要求されるロール部２の略中央部での使用に適している。

部分構成片１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの端部の合わせ部１６は、凹部１２と凸部１１が嵌合されて形成されてあるので、部分構成片１０ａ、１０ｃに形成された凸部１１を、他の部分構成片１０ｂ、１０ｄに形成された凹部１２に嵌合挿入することにより、容易に概円環状のロール部材４ａ、４ｂを形成することができ、作業時間の短縮化が図られ、生産コストの低減につながる。

なお、実施例２のロール１は、ロール部２の略中央部にロール片６からなるモジュール部３ｂを採用したが、モジュール部３ｂの代わりにロール部材４ａ、４ｂから構成されたモジュール部３ａを採用しても構わない。

図９を用いて、実施例３の洗浄装置について説明する。なお、構成の説明を容易にする為に、各部品の軸受け部や、支持部品の図示、説明は省略することとする。また、ロールは、鋼板に付着した油分除去用として用いられるものとする。

ロール４１ａ、４１ｂは、洗浄装置４０に上下一対で設置され、上部に位置するロール４１ａの台座４５の両端部に一定の圧力が加えられ、駆動手段４４により矢印の方向に回転駆動し、上部のロール４１ａと下部のロール４１ｂの間を、両面に油分（図示せず）が付着したピース状の鋼板４３が白抜き矢印の方向に送出されている。

上記の如く構成された洗浄装置４０の動作、作用は下記の通りである。

図９において、上部に位置するロール４１ａは鋼板４３の表面から油分を除去し、下部に位置するロール４１ｂは鋼板４３の裏面から油分を除去する。油分が付着した鋼板４３は、ロール部４２と接触すると、ロール４１ａ、４１ｂのダム機能により、油分が鋼板４３の両端部から流れ去ると共に、吸排機能により、圧力による圧縮ゾーン（鋼板４３の流れ方向、すなわち白抜き矢印の方向において、ロール４１ａ、４１ｂより鋼板４３の上流側）においてロール部４２から鋼板４３に一旦、油分が放出され、圧力からの開放ゾーン（鋼板４３の流れ方向、すなわち白抜き矢印の方向において、ロール４１ａ、４１ｂより鋼板４３の下流側）においてロール部４２を構成する不織布の有する繊維の毛細管現象が発現し、油分がロール部４２に吸い上げられると共に、ロール部４２の空隙に放出され、油分は鋼板４３から除去される。

なお、ロール４１ａ、４１ｂは、上記に示した実施例１のロール１、あるいは実施例２のロール２１と同一である。従って、生産コストが抑えられると共に、耐用期間の長期化が図られるロール４１ａ、４１ｂが、洗浄装置４０には搭載されていることになる。

洗浄装置４０は、生産コストを抑えたロール４１ａ、４１ｂが搭載されていることから、安価にて提供される。

本発明のロールは、主に、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する目的以外にも、高い液体の除去性能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。

１、２１、４１ａ、４１ｂ ロール
２、２２、４２ ロール部
３ａ、３ｂ、２３ モジュール部
４ａ、４ｂ、２４ ロール部材
５、２５、４５ 台座
６、２６、５６ ロール片
７、２７ 止め金具
８、２８ プレート
９、２９、５９ 不織布
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、３０ａ、３０ｂ 部分構成片
１１ 凸部
１２ 凹部
１３、３３、５３ 溝部
１３ａ、１３ｂ 半溝部
１４ 穴部
１５ 側縁部
１６、３６ 合わせ部
１７、３７ 重ね合わせ部
１８ 繊維
１９ 結合剤
３１ キー
３２、５２ 抜き穴
３４、５４ 中抜き材
３５、５５ 端材
４０ 洗浄装置
４３ 鋼板
４４ 駆動手段

Claims (6)

1. 鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールは、ロール部及び台座を有し、前記ロール部は前記台座の外周に形成されてあると共に、少なくとも１個以上のモジュール部を有し、前記モジュール部は不織布からなる部分構成片が組み合わされた概円環状のロール部材を有して積層され、接合されて一体化されてあることを特徴とするロール。
2. 請求項１記載の構成よりなるロールにおいて、モジュール部はロール部材を構成する部分構成片の端部の合わせ部が積層方向にたいして少なくとも一箇所以上の隣接する一致しない重ね合わせ部を有することを特徴とするロール。
3. 請求項１記載の構成よりなるロールにおいて、前記ロールは概円環状のロール片が積層され、接合されて一体化されてあることを特徴とするロール。
4. 請求項１から３記載の構成よりなるロールにおいて、不織布は繊維及び結合剤を有することを特徴とするロール。
5. 請求項１から４記載の構成よりなるロールにおいて、部分構成片の端部の合わせ部は凹部と凸部が嵌合されて形成されてあることを特徴とするロール。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載されたロールと、前記ロールを回転駆動する駆動手段を少なくとも有する洗浄装置。

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