JP2014015955A - 気液導通路構造を備えた機能性ロール - Google Patents

Abstract

【課題】ロール本体により被処理物の溶液などを吸収・除去する機能と被処理物に対して流体を供給・付与する機能を持続的に維持する構造を備えた機能性ロール
【解決手段】ドーナツ状の弾性不織布シート素材を複数枚積層して形成した高密度シート素材ブロック２とこの高密度シート素材ブロック２間にロール孔３０１を備えたドーナツ状の粗密度弾性不織布シート素材３を介在し、高密度シート素材ブロックを多数の細孔１０２を備えた管状のロール軸１に複数組積層してロール本体を構成する。このロール本体にはロール軸１と接する内周面に気液通路２０１，３０２Ｂが複数本形成されている。軸方向に積層された高密度シート素材ブロック２は軸方向中央部で硬度が最も高く、軸方向端部に向かって順次硬度が低くなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、通液透過性（通気）を備えたロール軸と、ロール軸の外周面に設けたロール本体（通液透過性を備えたロール作用部）とで構成した機能性ロールで、ロール軸の内圧制御で、ロール本体により、被処理物の溶液、洗浄水、又は気体、或いは流体と気体の混合体等（以下、流体とする）を吸収（吸引）・除去すること（吸液機能とする）、又は被処理物に対して、流体を供給・付与（塗布）すること（給液機能とする）等の作業（吸引）を、持続的に維持する構造を備えた気液導通路構造を備えた機能性ロールに関する。

従来では、ロール軸の細孔構造による孔数、孔径、その配置と、このロール軸の外周面に設けたロール本体の性質、その厚み寸法等の物理的な選定で構成し、この構成を基にして、ロール軸の内圧を、ロール本体に分散・配分する内圧制御により、ロール本体の、略全体に、略均等に内圧効果を発揮し、前記吸液機能・給液機能（吸液機能）が図られている。

そして、この吸液機能の圧損減少を無くし、持続的な吸液機能を維持すること、又は配分の均一化を図るための構造として、従来、行われている方法は、ロール本体の内周面に切欠き部を形成し、この切欠き部が、軸方向に連通することで、この内周面に連通孔を形成する構造とする。これにより、ロール軸の外周壁に形成した細孔からの吸引力を、この連通孔を利用して、ロール本体の略全体に、働かせることができ、このロール本体の内圧制御を図りつつ、この内圧を、ロール本体の全表面に至らしめる構成である。即ち、ロール軸の吸液機能を、ロール本体に最大限に働かせつつ、かつロール本体の吸液機能に対する働き表面積（露出面積）を最大化する構造がある。

これに関して、本出願人は、特開２０１１−５８６２１号公報に記載の発明を提案する（出願発明とする）。この出願発明は、細孔を備えたロール軸の周面に、ロール軸の内圧を作用させるラチス状気液導通路構造を備えた高密度のポーラスなシート素材でなるロール本体を設ける構造であって、ラチス状気液導通路構造は、ロール軸周面と、ロール本体の内周面に、開設した切欠き部でなる内圧作用室、及び、内圧作用室に連通し、かつロール本体の径方向に設けた、低密度（粗密度）のポーラスなシート素材でなる内圧分岐作用路で構成する。この出願発明の特徴は、粗密度のポーラスなシート素材を、内圧作用室に至らしめ、この粗密度のポーラスなシート素材を、気液導通路として機能させることである。

しかし、この出願発明は、ラチス状気液導通路構造を備えた機能性ロールは、通常の加圧下において、吸液ロールとしては、最高の機能を発揮できるが、他の使用状態、例えば、被処理物を対のロール本体で挾持し、しかもロール本体の撓みを少なくし、確実に吸液機構を発揮するには、さらに、改良することが望まれる処である。

そこで、この被処理物を対のロール本体で挾持し、しかもロール本体の撓みを少なくした鼓形のロールに関して、考えることとする。例えば、次のような文献（１）〜（３）を挙げることができる。

文献（１）は、特開２００６−１３３３２５号公報に記載の「定着装置および画像形成装置」において、明細書の[０００５]に、太鼓形状の外筒の形状が開示されている。撓みを補正し、定着圧力（定着面圧）のばらつきを抑制する。また、明細書の[００２７]に、加熱ローラ(２２)の撓みに追従して、加圧ローラ(２１)が、撓み、定着圧力を均一化する構造が開示されている。しかし、この文献（１）は、レーザープリンタ、複写機等の如く、小型、かつ小径のロールであり、また、ロールは、気液導通路構造を備えた機能性ロールではない。従って、鼓形状は、類似するとしても、本質的な構造において、全く異なることは明らかである。

文献（２）は、特開２００９−２８５９４１号公報「タッチロール、主ロール、シート・フィルムキャスティング装置、微細パターン転写装置およびシート・フィルム」において、明細書の［０００６］に、樹脂を挟み込タッチロールのロールの変形（撓み）を少なくし、樹脂の幅方向において、均一な押圧力（押付力）を確保する。その構造は、明細書の［００７６］に、転動ラバーロール（７０）内に設けた複数本の円筒ラバー（７４）を軸方向で中凸にしてクラウニング（太鼓形状）を施した構造と、転動ラバーロール（７０）内に設けた複数本の金属製円筒体（７３）を軸方向で中凸にしてクラウニングを施した構造と、転動ラバーロール（７０）内に設けた複数本の円筒ラバー（７４）を軸方向でフラットにしクラウニングを施さない構造が、それぞれ説明されている。この文献（２）は、金属製のロールであって、内部に複数の転動ラバーロールを配備する構造とし、この転動ラバーロールの膨出を利用して、鼓形状を成形する構造であり、また、ロールは、気液導通路構造を備えた機能性ロールではない。従って、鼓形状は、類似するとしても、本質的な構造において、全く異なることは明らかである。

特開２００６−１３３３２５号公報 特開２００９−２８５９４１号公報

従来の鼓形状のロールは、金属製のロールであり、気液導通路構造を備えた機能性ロールではない。従って、本発明が意図する、吸液機能を発揮することはできない。また、例えば、文献（２）では、金属製のロールの内部に複数の転動ラバーロールを配備する構造とし、この転動ラバーロールの膨出を利用して、鼓形状を成形する構造であり、構造が複雑であり、かつその為の付帯設備を要することから、コスト・設備費等の上昇を招来し、また、このロールの設置に難渋する等の問題を抱えている。

上記に鑑み、本発明は、下記のことを達成する。

[イ] 気液導通路構造を備えた機能性ロールにおいて、この機能性ロールを正面視して、ストレートロール形状であって、少なくとも、高密度シート素材ブロックを、その中心部より、幅方向の端部に向って、順次、硬度を低くする構成である。

[ロ] ロール本体に形成した（設けた）切欠き部と粗密度シート素材との連繋関係（粗密度シート素材の切欠き部への差込み構造）を、確保できる機能性ロールの提供により、気液導通路構造を備えた機能性ロールの機能を最大限に発揮できる。

[ハ] 機能性ロールのロール本体を、正面視してストレートロール形状であっても、ロール本体が撓んだ場合にも、対の機能性ロールの機能を発揮できる。

[ニ] 気液導通路構造を備えた機能性ロールにおいて、少なくとも、高密度シート素材ブロックを、その中心部より、幅方向の端部に向って、順次、順次、硬度を低くする構成は、モジュール化した一体成形の高密度シート素材ブロックを、順次、ロール軸に積層することで、非均一なロールパット特性を備えた機能性ロール構造となる。

[ホ] また、前記［ニ］の構造により、例えば、ロール本体の吸液機能に対する働き表面積の確保（表部硬度）と、内部密度（吸収性）の確保が図れる特徴がある。

前記［イ］〜［ホ］の目的を達成することを意図し、請求項１〜請求項６を提案する。

請求項１の発明は、ロール孔を備えたドーナツ状の弾性不織布シート素材、又は不織布に架橋弾性体を付与した機能性複合シート素材でなる高密度のポーラスなシート素材を、複数枚積層し、この高密度シート素材ブロックを形成するとともに、この高密度シート素材ブロック間に、ロール孔を備えたドーナツ状の粗密度の弾性不織布シート素材、又は粗密度の不織布に架橋弾性体を付与した気液導通路用の粗密度のポーラスなシート素材でなる一枚の粗密度シート素材を介在し、この粗密度シート素材を介在した、前記高密度シート素材ブロックを、多数の細孔を備えた管状のロール軸に、複数組積層してロール本体を構成し、
このロール本体には、前記ロール軸と接する内周面に、かつその軸方向に気液通路を、複数本形成し、
前記高密度シート素材ブロック、又は前記粗密度シート素材の一枚の軸方向の硬度を、少なくとも（図９（イ）〜図９（ハ）の如く、中心部に限定されず、必要とする複数箇所がある）、中心部は、高く、かつ少なくとも（図９（イ）〜図９（ハ）の如く、中心部に限定されず、必要とする複数箇所がある）、その軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

請求項２の発明は、ロール孔を備えたドーナツ状の弾性不織布シート素材、又は不織布に架橋弾性体を付与した機能性複合シート素材でなる高密度のポーラスなシート素材を、複数枚積層し、この高密度シート素材ブロックを形成するとともに、この高密度シート素材ブロック間に、ロール孔を備えたドーナツ状の粗密度の弾性不織布シート素材、又は粗密度の不織布に架橋弾性体を付与した気液導通路用の粗密度のポーラスなシート素材を、複数枚積層して形成した粗密度シート素材ブロックを介在し、この粗密度シート素材ブロックを介在した、前記高密度シート素材ブロックを、多数の細孔を備えた管状のロール軸に、複数組積層してロール本体を構成し、
このロール本体には、前記ロール軸と接する内周面に、かつその軸方向に気液通路を、複数本形成し、
前記高密度シート素材ブロック、又は前記粗密度シート素材ブロックの軸方向の硬度を、少なくとも、中心部は、高く、かつ少なくとも、その軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロール軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

請求項３の発明は、請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
前記高密度シート素材ブロック、又はこの粗密度シート素材ブロックは、この高密度シート素材ブロックと、この粗密度シート素材ブロックの軸方向の硬度を、少なくとも、中心部は、高く、かつ少なくとも、その軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

請求項４の発明は、請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
前記ロール本体に設けた気液通路は、その軸方向において、半截円弧状とする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

請求項５の発明は、請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
前記ロール本体に設けた気液通路は、その軸方向において、半截円弧状とするとともに、その径方向に高い切欠きで形成した山部と、低い切欠きで形成した谷部とし、この山部と谷部を、前記軸方向において、交互に配備する構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

請求項６の発明は、請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
前記ロール本体に設けた気液通路には、前記粗密度シート素材を、差込み配備する構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

請求項１の発明は、ロール孔を備えたドーナツ状の弾性不織布シート素材、又は不織布に架橋弾性体を付与した機能性複合シート素材でなる高密度のポーラスなシート素材を、複数枚積層し、高密度シート素材ブロックを形成するとともに、高密度シート素材ブロック間に、ロール孔を備えたドーナツ状の粗密度の弾性不織布シート素材、又は粗密度の不織布に架橋弾性体を付与した気液導通路用の粗密度のポーラスなシート素材でなる一枚の粗密度シート素材を介在し、粗密度シート素材を介在した、高密度シート素材ブロックを、多数の細孔を備えた管状のロール軸に、複数組積層してロール本体を構成し、
ロール本体には、ロール軸と接する内周面に、かつ軸方向に気液通路を、複数本形成し、
高密度シート素材ブロック、又は粗密度シート素材の一枚の軸方向の硬度を、少なくとも、中心部は、高く、かつ少なくとも、軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

請求項２の発明は、ロール孔を備えたドーナツ状の弾性不織布シート素材、又は不織布に架橋弾性体を付与した機能性複合シート素材でなる高密度のポーラスなシート素材を、複数枚積層し、高密度シート素材ブロックを形成するとともに、高密度シート素材ブロック間に、ロール孔を備えたドーナツ状の粗密度の弾性不織布シート素材、又は粗密度の不織布に架橋弾性体を付与した気液導通路用の粗密度のポーラスなシート素材を、複数枚積層して形成した粗密度シート素材ブロックを介在し、粗密度シート素材ブロックを介在した、高密度シート素材ブロックを、多数の細孔を備えた管状のロール軸に、複数組積層してロール本体を構成し、
ロール本体には、ロール軸と接する内周面に、かつ軸方向に気液通路を、複数本形成し、
高密度シート素材ブロック、又は粗密度シート素材ブロックの軸方向の硬度を、少なくとも、中心部は、高く、かつ少なくとも、軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

これにより、請求項１・２では、下記の特徴が考えられる。

[イ] 気液導通路構造を備えた機能性ロールにおいて、この機能性ロールを正面視して、ストレートロール形状であって、少なくとも、高密度シート素材ブロックを、その中心部より、幅方向の端部に向って、順次、硬度を低くする構成である。

[ロ] ロール本体に形成した（設けた）切欠き部と粗密度シート素材との連繋関係（粗密度シート素材の切欠き部への差込み構造）を、確保できる機能性ロールの提供により、気液導通路構造を備えた機能性ロールの機能を最大限に発揮できる。

[ハ] 機能性ロールのロール本体を、正面視してストレートロール形状であっても、ロール本体が撓んだ場合にも、対の機能性ロールの機能を発揮できる。

[ニ] 気液導通路構造を備えた機能性ロールにおいて、少なくとも、高密度シート素材ブロックを、その中心部より、幅方向の端部に向って、順次、硬度を低くする構成は、モジュール化した一体成形の高密度シート素材ブロックを、順次、ロール軸に積層することで、非均一なロールパット特性を備えた機能性ロール構造となる。

[ホ] また、前記［ニ］の構造により、例えば、ロール本体の吸液機能に対する働き表面積の確保（表部硬度）と、内部密度（吸収性）の確保が図れる。

請求項３の発明は、請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
高密度シート素材ブロック、又は粗密度シート素材ブロックは、高密度シート素材ブロックと、粗密度シート素材ブロックの径方向の軸方向の硬度を、中心部は、高く、かつ軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

これにより、請求項３では、上記の特徴と併せて、下記の特徴が考えられる。

［ヘ］ モジュール化した、高密度シート素材ブロック、又は粗密度シート素材ブロックを、順次、軸方向に積層し、目的とする正面視してストレールロール状となった機能性ロール（ロール本体）を構成できる。

請求項４の発明は、請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
ロール本体に設けた気液通路は、その軸方向において、半截円弧状とする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

請求項５の発明は、請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
ロール本体に設けた気液通路は、軸方向において、半截円弧状とするとともに、径方向に高い切欠きで形成した山部と、低い切欠きで形成した谷部とし、山部と谷部を、軸方向において、交互に配備する構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

これにより、請求項４・５では、上記の特徴と併せて、下記の特徴が考えられる。

［ト］ ロール本体に、拡充した気液導通路を確保できる特徴がある。

請求項６の発明は、請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
ロール本体に設けた気液通路には、粗密度シート素材を、差込み配備する構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロールである。

これにより、請求項６では、上記の特徴と併せて、下記の特徴が考えられる。

［ト］ ロール本体と切欠き部の間に、拡充した気液導通路を確保できる特徴がある。

機能性ロールを、例えば、１４等分の硬度分布とする模式図であり、（イ）は、その正面模式図、（ロ）は、その側面模式図 図１に示した機能性ロールであり、（イ）は、Ｘ−Ｘの拡大断面模式図、（ロ）は、Ｙ−Ｙの拡大断面模式図 図１に示した機能性ロールを、順に、欠截していき、粗密度のシート素材と、切欠き部、並びに細孔との関係を説明する拡大平面模式図 図３の状態をＱ方向より示した拡大正面模式図 図２（イ）に示した機能性ロールの他の実施例を示しており、（イ）は、その正面模式図、（ロ）は、その側面模式図 高密度のシート素材を側面視して示した拡大模式図 粗密度のシート素材を側面視して示した拡大模式図 他の粗密度のシート素材を側面視して示した拡大模式図 粗密度のシート素材の別の例を示しており、その内面端部が、ロール本体の切欠き部に差込み配備する状態の側面視して示した要部を欠截した拡大模式図 図６−１の状態をＣ方向より示した拡大断面模式図 図７はロールを、略鼓形状とする必要性の理由を、従来例の略鼓形状を備えたロールと、本発明の機能性ロールを対比して説明した概念図であり、（イ）は、上側が機能性ロール（作用ロール）で、下側がベースロールでなる一例の側面概念図、（ロ）は、ベースロールに対して機能性ロールに加圧力Ｆ（以下Ｆとする）で示した撓みが発生している正面概念図、（ハ）は、同図（ロ）に示した撓みによる状態を示しており、略糸巻き形状（中絞り形状）となる概念撓み形態を示した概念図、（ニ）は、同図（ハ）を回避するために、従来考えられている略鼓形状のロールを示した概念図、（ホ）は、従来の略鼓形状のロールでは、ロール全体のロール硬さが均一であるが故に、Ｆが十分でない状況では、中央部（中心部のみ広い、軸方向の部位）のみが、ベースロールに圧接し、この中央部が中当りする良くない状態の概念図、（へ）は、同図（ロ）に示した撓みが、凌駕した、極度の状態を示しており、極度の略糸巻き形状（中絞り形状）となるものであり、作用ロールに対する衝撃が強く、疲労の原因（耐久性の低下と、故障の原因等）となる状態を示した概念図、（ト）は、前述した、少なくとも、前記（ハ）と（ホ）、（へ）の状態を回避するために、機能性ロールであって、Ｆに対する撓み対応し、ロール本体の硬度分布を示した図表、（チ）は、機能性ロールにＦを与える箇所を示した概念図であり、Ｆに対する中央部と、左右の両端部の撓み量を示している、また、（リ−１）は、同図（チ）の状態において、中心部のロールの圧接状態（中当り（現象）が発生していない状況）を、断面視した概念図であり、また、（リ−２）は、左右端部において、撓み代が生じ、本来の径Ｂから、撓んだ径Ｂ’を示している。 図８は機能性ロールの特性を示した概念図であり、（イ）は、硬度分布を説明する、また、（ロ）は、通気度分布を説明する 図９はロール本体の必要とする箇所に、Ｆに耐え得る硬度を確保する各一例を示した正面図であり、（イ）は、一条、又は多条の条処理（部分低硬度か、高硬度）を行うに最適な機能性ロールの概念図、（ロ）は、被処理物の両端部（端部低硬度か、高硬度）を行うに最適な機能性ロールの概念図、（ハ）は、特定の部分処理（部分低硬度か、高硬度、或いは高気液給排通路確保可能）を行うに最適な機能性ロールの概念図

発明の実施形態を、実施例に基づき図面を参照して説明する。

図１に示した第一実施例の機能性ロールＡは、ロール軸１と、このロール軸１に套嵌される高密度シート素材ブロック２、並びに粗密度シート素材３、又は粗密度シート素材ブロックブロック３００と、前記ロール軸１の両端側に設けた対の鍔体５、５と、この鍔体５、５の端部となるロール軸１の軸受部１００とで構成する。

ロール軸１は、軸方向１ｃに沿って設けた貫通構造（図示しない）、又は一方側に連通孔１ａ（開口）を有する空洞部１０１と、この空洞部１０１に連設し、かつその外周面１ｂに開口する多数の細孔１０２を備える、軸方向１ｃに所定寸法（長さ）を備え、かつ径方向１ｄに所定寸法（太さ）を備えた構造である。

このロール軸１に套嵌されるロール孔２００（ロール軸を通す孔）を有するドーナツ状の高密度シート素材ブロック２は、弾性不織布シート素材、又は不織布に架橋弾性体を付与した機能性複合シート素材を、複数枚積層した構造（積層構造の特徴は、後述する）であり、この高密度シート素材ブロック２（後述する、符号２−１〜２−ｎを含む）は、ロール軸１に接する内周面２ａに、その周方向に複数個（以下同じ）の略半円形（半截円弧状）の切欠き部２０１を形成する。この切欠き部２０１が、軸方向１ｃに連なることで、略半円形の気液通路Ｂが、複数条形成される。この気液通路Ｂは、ロール軸１の細孔１０２に連なる構造である。そして、図例の如く、ロール本体Ａ１を、軸方向１ｃにおいて、例えば、１４等分（１４ブロック）とした構造では、中心部Ａ１ａを、最も硬い高密度シート素材ブロック２−５（２−ｎ）とし、順次、段階的に、ロール軸１の両端部Ａ１ｂ方向に、向って、順次、硬度を低くする。例えば、その左右側を、第一段階の低い硬度の高密度シート素材ブロック２−２とし、順次、第二段階〜第五段階（第ｎ段階）に向って、硬くなる高密度シート素材ブロック２−２〜２−５の如く、構成し、結果として、ロール本体Ａ１の外周面（機能性ロールＡの外周面１ｂ）は、基本的には、ストレートロール形状とする。

そして、この硬度の程度は、図８（イ）に示した硬度分布とし、下記のようにする。

両端部Ａ１ｂとなる第１・第１４ブロックは、低い高密度シート素材ブロック２−１を、複数枚積層して構成する。
次の第２・第１３ブロックは、やや硬い高密度シート素材ブロック２−２を、複数枚積層して構成する（後述するように、枚数は同じとは限らない。以下同じ）。
次の第３・第１２ブロックは、次に硬い高密度シート素材ブロック２−３を、複数枚積層して構成する。
次の第４・第１１ブロックは、さらに硬い高密度シート素材ブロック２−４を、複数枚積層して構成する。
次の第５〜第１０ブロックは、ブロック毎に、最も硬い高密度シート素材ブロック２−５を、複数枚積層して構成する。

尚、前記、低い高密度シート素材ブロック２−１＜やや硬い高密度シート素材ブロック２−２＜次に硬い高密度シート素材ブロック２−３＜さらに硬い高密度シート素材ブロック２−４＜最も硬い高密度シート素材ブロック２−５の生成は、複数枚、積層した高密度シート素材ブロック２の積層方向（ロール軸１に嵌合時の軸方向１ｃ方向）への圧縮程度、或いは高密度シート素材ブロック２の密度等を利用する。また、図示しないが、粗密度シート素材３に於いても、前述した、低い高密度シート素材ブロック２−１〜最も硬い高密度シート素材ブロック２−５の生成における圧縮程度、又は密度等を利用した方法を利用することは、可能である。この図示しない例では、低い高密度シート素材ブロック２−１〜最も硬い高密度シート素材ブロック２−５に、粗密度シート素材３の低い硬度から、最も高い硬度を組入れる構造である。

この結果、図１に示した機能性ロールＡが形成される。尚、切欠き部２０１の切欠き径は、同じとするが、前記低い高密度シート素材ブロック２−１〜最も硬い高密度シート素材ブロック２−５により、それぞれ小さくなる切欠き径もあり得る。この関係は、低い硬度の高密度シート素材ブロック２−１と、やや硬い高密度シート素材ブロック２−２においても、同様に考えられる。尚、高密度シート素材ブロック２とするときは、低い硬度の高い高密度シート素材ブロック２−１〜第五段階の最も硬い高密度シート素材ブロック２−５を含む構造である。尚、この１４ブロック構造、及び／又は、第１ブロック〜第１４ブロックのブロック数の組合せ等は、一例であり、限定されないこと、又は図９（イ）〜（ハ）等の機能性ロールＡにより異なること、等は勿論である。

この図８（イ）に示した硬度分布では、（ロ）に示すような通気度となり、最も硬い高密度シート素材ブロック２−５が低く、やや硬い高密度シート素材ブロック２−２に向って、順次、高くなることが特徴である。そして、低い硬い高密度シート素材ブロック２−１においては、ロール本体Ａ１の両端部Ａ１ｂに細孔１０２を設けないことから、通気度は、低くなる。

そして、前述した、積層構造の特徴は、従来の高密度シート素材ブロック（図示しない）生成は、効率化と業者の要望を踏まえて、例えば、１５０ｍｍ〜３００ｍｍのブロック（モジュール）を利用して、ロール本体（図示せず）を形成する。これに対して、本発明では、本発明の目的と高機能性（硬度正確性）達成を踏まえ、３０ｍｍ〜５０ｍｍの小ブロック（ショートモジュール）による、高密度シート素材ブロック２とすることが、最大の特徴であり、かつ違和感のない外形ストレートロール状の機能性ロールＡを製造できる。また、従来の略鼓形状がもたらす、略全ての弊害解消に寄与できる。殊に、図９（イ）〜（ロ）に示す特徴を達成できる。

また、図４−２に示した、機能性ロールＡの他の実施例において、切欠き部２０１を、軸方向１ｃにおいて、山部２０１ａと谷部２０１ｂに形成する。これにより、この略半円形の気液通路Ｂの気液面積を拡充できる特性が有る。従って、例えば、前述した通常のトンネル構造に比べて、気液「気液吸込用、又は気液供給用」面積を拡充する構造であり、機能的には、この他の実施例が望ましい。

また、このロール軸１に套嵌されるロール孔３０１（ロール軸を通す孔）を有するドーナツ状の粗密度の弾性不織布シート素材、又は粗密度の不織布に架橋弾性体を付与した粗密度の機能性複合シート素材を一枚とする粗密度シート素材３の実施例と、又はロール軸１に套嵌されるロール孔３０１を有するドーナツ状の粗密度の弾性不織布シート素材、又は粗密度の不織布に架橋弾性体を付与した粗密度の機能性複合シート素材を、複数枚積層した粗密度シート素材ブロック３００とする実施例と、がある。そして、この機能性複合シート素材３、又は機能性複合シート素材ブロック３００は、各図の如く、高密度シート素材ブロック２間に、それぞれ差込まれるが、径方向１ｄにおいて、例えば、略１／２程度とする（ロール本体Ａ１の円柱外周面の硬度を確保できる範囲である）。そして、この高密度シート素材ブロック２の径方向１ｄの寸法に関係なく、同じ径とするか、又は高密度シート素材ブロック２の径の大小に同期するように、この粗密度シート素材３、又は粗密度シート素材ブロック３００の径を変更することも可能である。また、通常は、粗密度シート素材３、又は粗密度シート素材ブロック３００には、略半円形の切欠き部３０２を設けることで、前記気液通路Ｂを構成するが、図６−１、図６−２の例（別の例）では、粗密度シート素材３、又は粗密度シート素材ブロック３００に切欠き部３０２を設けない構造とし、高密度シート素材ブロック２の切欠き部２００内に、粗密度シート素材３、又は粗密度シート素材ブロック３００の内径（例えば、切欠き部３０２に相当する）が差込まれることで、この差込み分の粗密度シート素材３、又は粗密度シート素材ブロック３００を、気液通路Ｂとして利用する。また、粗密度シート素材ブロック３００においても、ショートモジュールは可能である。さらに粗密度シート素材３、及び粗密度シート素材ブロック３００の硬度においても、前述の高密度シート素材ブロック２の構造に準ずる構造もあり得るが、気液機能を保持するためには、その硬度差は、自ずから、限定されると考えられる。また、簡単な構造としては、例えば、粗密度シート素材３、及び粗密度シート素材ブロック３００の硬度を同じとする。

以上のロール軸１に、粗密度シート素材３、又は粗密度シート素材ブロック３００と、高密度シート素材ブロック２で形成したロール本体Ａ１を套嵌し、その両端側に鍔体５をセットすることで、ストレートロール形状の機能性ロールＡが構成されるとともに、この機能性ロールＡには、ロール本体Ａ１のポーラスと、順次、これに連なる、例えば、気液通路Ｂと細孔１０２、並びに空洞部１０１と、連通孔１ａで気液導通路Ｄが形成される。別の例では、差込まれた機能性複合シート素材３、又は機能性複合シート素材ブロック３００も、気液導通路Ｄの形成に担持される。

次に、図７を基にして、従来の略鼓形状の機能性ロール（作用ロール）と、本発明の機能性ロールを対比して説明した概念図を、基に説明する。（イ）は、上側が機能性ロール（作用ロール）で、下側がベースロールでなる一例の側面概念図であって、この両ロール間を、被処理物Ｗが移動する。この際に、（ロ）は、ベースロールに対して機能性ロールにＦで示した撓みが発生している正面概念図において、（ハ）は、（ロ）に示した撓みにより、略糸巻き形状（中絞り形状）となる概念撓み形態を示した概念図となることから、通常は、（ニ）の如く、従来の略鼓形状の中実ロールを示した概念図となる。しかしながら、（ホ）の如く、従来の略鼓形状のロールでは、ロール全体のロール硬さが均一であるが故に、Ｆが十分でない状況では、中央部（中心部のみ広い、軸方向の部位）のみが、ベースロールに圧接し、この中央部が中当りする良くない状態の概念図となること、また、（へ）の如く、（ロ）に示した撓みが、凌駕した、極度の状態を示しており、極度の略糸巻き形状（中絞り形状）となるものであり、作用ロールに対する衝撃が強く、疲労の原因（耐久性の低下と、故障の原因等）となる状態を示した概念図となる。

上記に鑑み、本発明では、（ト）の如く、機能性ロールＡであって、Ｆに対する撓み対応して、ロール本体Ａ１の硬度分布を示した図表の如く、高密度シート素材ブロック２、又は粗密度シート素材３の一枚、或いは粗密度シート素材ブロック３００の軸方向の硬度を、中心部は、高く、かつ軸方向１ｃの端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路Ｄ構造を備えた外形ストレートロール状で、撓みによる圧接不良を生じない機能性ロールＡが得られる。従って、（チ）の如く、実質的には、センター部有効外径Ｈ、両端部有効外径Ｈ´で、そのＦの状態、即ち、圧接時において、中太ロールを得るのに等しく、中太形状、加工を必要とせず、撓みによる部分接触のない機能性ロールＡとしての特徴を発揮できる（従来の中当りも発生しない）。この（チ）の状態を、拡大した概念図において、（リ−１）は、同図（チ）の状態を、断面視した概念図、（リ−２）は、Ｆが生じた状態においても、中当り（現象）が発生していない状況を示した概念図である。即ち、少なくとも、高密度シート素材ブロック２の軸方向の硬度を、中心部は、高く、かつ軸方向１ｃの端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路Ｄ構造を備えた外形ストレートロール状の機能性ロールＡとなる。このように、硬度分布のコントロール、十分な精度維持は、通常の一体成形、殊に、弾性機能を備えた不織布ロール、及び／又は、モジュール構造（例えば、自率的な素材体積回復力等が関与し難しい）。しかし、本発明のモジュール化をさらに進めることで、前述した、３０ｍｍ〜５０ｍｍの小ブロック（ショートモジュール）による、高密度シート素材ブロック２とすることで、確実な製品化（外形ストレートロール状の機能性ロールＡの製品化）が可能となる。また、ロール撓みを中太加工によらず、外形ストレートロールで、吸収する作用ロール（機能性ロールＡ）としての効果の他に、硬度分布と同様に、吸収性等他の特性についても、目的に合った分布を備えた機能性ロールＡの製品化が可能となる。

尚、前記低い硬度の高密度シート素材ブロック２−１〜最も硬い高密度シート素材ブロック２−５は、軸方向１ｃの積層枚数の変化を、例えば、図８（イ）の如く、最も硬い高密度シート素材ブロック２−５とし、軸方向１ｃの端部１ｃｃに向って、順次、硬い高密度シート素材ブロック２−４から、低い高密度シート素材ブロック２−１に到る構造とする。しかし、この例に限定されず、例えば、最も硬い高密度シート素材ブロック２−５乃至は低い高密度シート素材ブロック２−１を利用する、図示しない、別の構造も可能である。その一例を説明すると、最も硬い高密度シート素材ブロック２−５を、単独で使用するが、その積層枚数を変更する構造である。例えば、軸方向１ｃの中心部Ａ１ａにおいては、積層枚数を多くして、硬度を確保し、軸方向１ｃの両端部１ｃｃに向って、順次、積層枚数を少なくすることで、以上で説明した機能性ロールＡを構成することも可能と考えられる。この別の構造は、他の低い硬度の高密度シート素材ブロック２−１〜さらに硬い硬度の高密度シート素材ブロック２−４等においても同様に考えられる。

尚、図９はロール本体Ａ１の必要とする箇所に、Ｆに耐え得る硬度を確保する、好ましい、各一例を示した正面図であり、（イ）は、本発明が製品化されることで、新たな利用が可能となる、一例であって、一条、又は多条の条処理Ｅ（部分低硬度か、高硬度）を行うに最適な機能性ロールＡの概念図、（ロ）は、基本的な構造の一つであって、被処理物Ｗの両端部Ｗ１、Ｗ１（端部低硬度か、高硬度）を行うに最適な機能性ロールＡの概念図、（ハ）は、基本的な構造の別の一つであって、特定の部分処理Ｇ（部分低硬度か、高硬度、或いは高気液給排通路確保可能）を行うに最適な機能性ロールＡの概念図である。

そして、前述した各構造は、本発明の好ましい一例の説明である。従って、本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲において構成の一部を変更する構造とか、同じ特徴と効果を達成できる構造、等は、本発明の範疇である。

Ａ 機能性ロール
Ａ１ ロール本体
Ａ１ａ 中心部
Ａ１ｂ 端部
１ ロール軸
１００ 軸受部
１０１ 空洞部
１０２ 細孔
１ａ 連通孔
１ｂ 外周面
１ｃ 軸方向
１ｃｃ 端部
１ｄ 径方向
５ 鍔体
Ｂ 気液通路
２ 高密度シート素材ブロック
２ａ 内周面
２００ ロール孔
２０１ 切欠き部
２０１ａ 山部
２０１ｂ 谷部
２−１ 低い高密度シート素材ブロック
２−２ やや硬い高密度シート素材ブロック
２−３ 次に硬い高密度シート素材ブロック
２−４ さらに硬い高密度シート素材ブロック
２−５（２−ｎ） 最も硬い高密度シート素材ブロック
３ 粗密度シート素材
３０１ ロール孔
３０２ 切欠き部
３００ 粗密度シート素材ブロック
Ｄ 気液導通路
Ｅ 条処理
Ｆ 加圧力
Ｇ 部分処理
Ｈ センター部有効外径
Ｈ’ 端部有効外径
Ｗ 被処理物
Ｗ１ 端部

Claims (6)

1. ロール孔を備えたドーナツ状の弾性不織布シート素材、又は不織布に架橋弾性体を付与した機能性複合シート素材でなる高密度のポーラスなシート素材を、複数枚積層し、この高密度シート素材ブロックを形成するとともに、この高密度シート素材ブロック間に、ロール孔を備えたドーナツ状の粗密度の弾性不織布シート素材、又は粗密度の不織布に架橋弾性体を付与した気液導通路用の粗密度のポーラスなシート素材でなる一枚の粗密度シート素材を介在し、この粗密度シート素材を介在した、前記高密度シート素材ブロックを、多数の細孔を備えた管状のロール軸に、複数組積層してロール本体を構成し、
   このロール本体には、前記ロール軸と接する内周面に、かつその軸方向に気液通路を、複数本形成し、
   前記高密度シート素材ブロック、又は前記粗密度シート素材の一枚の軸方向の硬度を、少なくとも、中心部は、高く、かつ少なくとも、その軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロール。
2. ロール孔を備えたドーナツ状の弾性不織布シート素材、又は不織布に架橋弾性体を付与した機能性複合シート素材でなる高密度のポーラスなシート素材を、複数枚積層し、この高密度シート素材ブロックを形成するとともに、この高密度シート素材ブロック間に、ロール孔を備えたドーナツ状の粗密度の弾性不織布シート素材、又は粗密度の不織布に架橋弾性体を付与した気液導通路用の粗密度のポーラスなシート素材を、複数枚積層して形成した粗密度シート素材ブロックを介在し、この粗密度シート素材ブロックを介在した、前記高密度シート素材ブロックを、多数の細孔を備えた管状のロール軸に、複数組積層してロール本体を構成し、
   このロール本体には、前記ロール軸と接する内周面に、かつその軸方向に気液通路を、複数本形成し、
   前記高密度シート素材ブロック、又は前記粗密度シート素材ブロックの軸方向の硬度を、少なくとも、中心部は、高く、かつ少なくとも、その軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロール。
3. 請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
   前記高密度シート素材ブロック、又はこの粗密度シート素材ブロックは、この高密度シート素材ブロックと、この粗密度シート素材ブロックの軸方向の硬度を、少なくとも、中心部は、高く、かつ少なくとも、その軸方向の端部に向って、順次、低くする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロール。
4. 請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
   前記ロール本体に設けた気液通路は、その軸方向において、半截円弧状とする構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロール。
5. 請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
   前記ロール本体に設けた気液通路は、その軸方向において、半截円弧状とするとともに、その径方向に高い切欠きで形成した山部と、低い切欠きで形成した谷部とし、この山部と谷部を、前記軸方向において、交互に配備する構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロール。
6. 請求項１、又は請求項２に記載の気液導通路構造を備えた機能性ロールであって、
   前記ロール本体に設けた気液通路には、前記粗密度シート素材を、差込み配備する構成とした気液導通路構造を備えた機能性ロール。