JP2021504130A - 緩いウェブをコーティングするための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ある特定の用語が、本明細書及び特許請求の範囲の全体を通して使用されており、これらの大部分については周知であるが、何らかの説明が必要とされる場合もある。以下を理解されたい:
定量的なロールカバー特性評価を、下記の表1に記載のバックアップロール10の選択について行った。バックアップロールは、硬いコアに装着された様々なロールカバー構成を有する。R1、R2、D1、D2、及びD3と表記されたバックアップロールが機械的試験に使用された。試験ローラー及び試験プレートの直径が、参照のために提供される。単一の発泡体層のみを有し外側ゴム層を有しない、ロールD1、D2、及びD3の発泡体内側層及び別個のロール(表1には列挙されていない)は全て、様々な厚さを有するAmerican Roller Companyによって提供される独立気泡ポリウレタン発泡体である、同じ材料で構築される。ローラーR1は、Finzer Roller(イリノイ州デスプレーンズ)から市販されている。ローラーR2、D1、D2、及びD3は、American Roller Company(ウィスコンシン州ユニオングローブ)から市販されている。
本開示の実施例のうちの一部の評価において、以下の試験方法が使用された。
表1のゴム層のショアA硬度測定値が、Pacific Transducer Corporation(カリフォルニア州ロサンゼルス)によって製造されたModel 306Lデュロメータ試験機を使用して、ASTM D2240タイプAスケールで測定された。表中の硬度値は、各ローラーの周囲の3つの位置にある3つのウェブ断面位置から得られた個々の硬度測定値の平均である。硬度測定値は、ローラーの外側ゴム層の材料特性を主に反映するが、下層の発泡体層の特性によっても影響を受け得ることが理解される。
上述した同じ手順を使用して、外側ゴム層を有しない別個の発泡体ローラーの硬度が、Rex Gauge Company(イリノイ州バッファローグローブ)によって製造されたMS−OOインデンターを用いて、Model 1600デュロメータ試験機を使用して、ASTM D2240型OOスケール上で35と測定された。外側ゴム層の存在により、表1のローラーD1、D2、及びD3における発泡体層の硬度を測定することはできなかった。ローラーD1、D2、D3、及び別個の発泡体ローラーは全て、同じ製造プロセスを使用してAmerican Roller Companyによって製造されたため、ローラーD1、D2、及びD3の中の発泡体層の硬度は、発泡体ローラーの硬度と同様である、すなわちOOデュロメータスケール上で35であると仮定される。
表1のヤング率値は、J.K.Goodによる論文、”Modeling Rubber Covered Nip Rollers in Web Lines”,Proceedings of the Sixth International Conference on Web Handling,オクラホマ州立大学、2001年において提示された式を使用して、測定された硬度値から得られた。
インストロン社により製造されたものなどの、機械的試験機を使用した機械的圧縮試験は、当業者によってよく理解される。図4A及び図4Bを参照すると、図において10と表記され、表1においてR1、R2、D1、D2、及びD3と指定されたロールがまず、図4Aに示されるように90mmの外径を有する試験ローラー40へと押し付けられ、続いて、図4Bに示されるように、インストロン(モデル5500R)汎用機械試験機において、本質的に無限の外径を有する平板に対応する試験プレート42へと押し付けられた。機械的試験機は、係合深さD又はD’及び幅W又はW’の範囲にわたって、一定速度83.8マイクロメートル/秒で各ローラーと係合した。ロール10と試験ローラー又は試験プレートとの間の係合深さ及び接触力が測定され、インストロンのフレーム位置センサ及び力ロードセルを使用して記録された。次いで、各試験について、力対係合曲線をプロットした。バックアップロールD2のための2つのそのような代表的な力対係合曲線を図5に示す。
式は、中実な変形可能なカバーを有するローラーを、硬いローラー又は平坦な表面へと距離Dで係合させるために必要とされる力Fについて導出された。Contact Mechanics;K.L.Johnson;Cambridge University Press 1985;Lib.of Congress catalog:84−11346における式5.74を参照されたい。この式を要約して変数を図4A及び図4Bにおいて使用されるものへと作り直すと、以下の式を得る。
例示的な実施形態を以下に列挙する。実施形態1〜12、13〜32、及び33〜37の任意の1つを組み合わせることができることを理解されたい。
変形可能な外側層によって表面が被覆された変形可能な内側層を有するバックアップロールを供給することであって、内側層が外側層よりも柔軟である、供給することと、
バックアップロールと接触するマイヤーロッドを供給することと、
バックアップロールとマイヤーロッドとの間に柔軟なウェブを配置することと、
柔軟なウェブを、バックアップロール及びマイヤーロッドのうちの少なくとも1つの周囲に巻き付けることと、
マイヤーロッド及びバックアップロールを互いに押し付けてそれらの間にニップを形成することであって、接触領域におけるマイヤーロッド及び柔軟なウェブが、機械方向ニップ幅W及びニップ係合深さDでバックアップロールに押し込まれる、形成することと、
ニップの上流でコーティング材料を供給して、ニップの下流でウェブの表面上にコーティングを形成することとを含み、
バックアップロールが、約0.05mm〜約1mmのニップ係合Dの範囲にわたって平均化されたS係数を有し、任意選択で約15(106・N/m5/2)未満、又は約10(106・N/m5/2)未満である、方法である。
表面が変形可能な外側層によって被覆された変形可能な内側層を有するバックアップロールであって、内側層が外側層よりも柔軟である、バックアップロールと、
バックアップロールと接触するマイヤーロッドと、
バックアップロールとマイヤーロッドとの間に配置され、バックアップロール及びマイヤーロッドのうちの少なくとも1つの周囲に巻き付く、柔軟なウェブと、
マイヤーロッド及びバックアップロールを互いに押し付けてそれらの間にニップを形成するように構成される1つ以上の機械的ホルダとを含む、コーティング装置であり、
接触領域におけるマイヤーロッド及び柔軟なウェブが、機械方向ニップ幅W及びニップ係合深さDでバックアップロールに押し込まれる。
バックアップロール及び試験ローラーを供給することと、
係合深さDの範囲を通して、試験ローラー及びバックアップロールを互いに押し付けることと、
機械的圧縮試験を使用することによって、試験ローラー及びバックアップロールの接触力F対ニップ係合深さDの曲線を測定することと、
式
Claims (20)
- 緩いウェブ上にコーティングを付与する方法であって、
変形可能な外側層によって表面が被覆された変形可能な内側層を有するバックアップロールを供給することであって、前記内側層が前記外側層よりも柔軟である、供給することと、
前記バックアップロールと接触するマイヤーロッドを供給することと、
前記バックアップロールと前記マイヤーロッドとの間に柔軟なウェブを配置することと、
前記柔軟なウェブを、前記バックアップロール及び前記マイヤーロッドのうちの少なくとも1つの周囲に巻き付けることと、
前記マイヤーロッド及び前記バックアップロールを互いに押し付けてそれらの間にニップを形成することであって、接触領域における前記マイヤーロッド及び前記柔軟なウェブが、機械方向ニップ幅W及びニップ係合深さDで前記バックアップロールに押し込まれる、形成することと、
記ニップの上流でコーティング材料を供給して、前記ニップの下流で前記ウェブの表面上にコーティングを形成することとを含み、前記バックアップロールが、約0.05mm〜約1mmのニップ係合Dの範囲にわたって平均化されたS係数を有し、任意選択で約15(106・N/m5/2)未満、又は約10(106・N/m5/2)未満である、方法。 - 前記機械方向ニップ幅W及び前記ニップ係合深さDのうちの少なくとも1つを調節して、前記コーティングの湿潤厚さを調節することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記機械方向ニップ幅W又は前記ニップ係合深さDが、前記マイヤーロッドと前記バックアップロールのそれぞれの軸の間の相対距離を調節することによって調節される、請求項2に記載の方法。
- 前記相対距離が、装着及び位置決め機構を介して、前記マイヤーロッド及び前記バックアップロールのうちの少なくとも1つを移動させることによって調節される、請求項3に記載の方法。
- 前記コーティングの湿潤厚さが、約5〜約200マイクロメートルの範囲内にあるように調節される、請求項2に記載の方法。
- 前記マイヤーロッドが、前記マイヤーロッドのコーティング表面に触れることなく、前記マイヤーロッドの対向する端部に装着された機械的ホルダを介して押し付けられる、請求項1に記載の方法。
- 前記機械的ホルダが、前記マイヤーロッドの前記対向する端部に1つ以上のベアリング要素を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記マイヤーロッドを約1m/分〜約50m/分の速度で回転させることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記柔軟なウェブが、平坦ではない表面特性を有する緩いウェブである、請求項1に記載の方法。
- 表面が変形可能な外側層によって被覆された変形可能な内側層を有するバックアップロールであって、前記内側層が前記外側層よりも柔軟である、バックアップロールと、
前記バックアップロールと接触するマイヤーロッドと、
前記バックアップロールと前記マイヤーロッドとの間に配置され、前記バックアップロール及び前記マイヤーロッドのうちの少なくとも1つの周囲に巻き付く、柔軟なウェブと、
前記マイヤーロッド及び前記バックアップロールを互いに押し付けてそれらの間にニップを形成するように構成される1つ以上の機械的ホルダとを含み、
接触領域における前記マイヤーロッド及び前記柔軟なウェブが、機械方向ニップ幅W及びニップ係合深さDで前記バックアップロールに押し込まれ、
前記バックアップロールが、約0.05mm〜約1mmの前記ニップ係合Dの範囲にわたって平均化されたS係数を有し、任意選択で約10(106・N/m5/2)未満、又は約5(106・N/m5/2)未満である、コーティング装置。 - 前記機械的ホルダが、前記マイヤーロッド及び前記バックアップロールのうちの少なくとも1つに取り付けられ、前記マイヤーロッド及び前記バックアップロールのうちの少なくとも1つを移動させることが可能である、請求項10に記載のコーティング装置。
- 前記機械的ホルダが、前記マイヤーロッドのコーティング表面に触れることなく、前記マイヤーロッドの対向する端部に接続されている、請求項10に記載のコーティング装置。
- 前記機械的ホルダが、前記マイヤーロッドの各端部に1つ以上のベアリング要素を含む、請求項12に記載のコーティング装置。
- 前記機械的ホルダが、マイヤーロッドの前記端部において前記ベアリングを支持するための補強ビームを更に含む、請求項13に記載のコーティング装置。
- 前記機械的ホルダが、前記機械方向ニップ幅W及び前記ニップ係合深さDのうちの少なくとも1つを調節するために、前記マイヤーロッドと前記バックアップロールのそれぞれの軸の間の距離を制御するための位置決め機構を含む、請求項10に記載のコーティング装置。
- 前記バックアップロールの前記変形可能な内側層が、20ショアA未満、任意選択で10ショアA未満の硬度を有する、請求項13に記載のコーティング装置。
- 前記バックアップロールの前記内側層が、25%のたわみにおいて約45psi未満、任意選択で25%のたわみにおいて約20psi未満の圧縮率を有する、請求項10に記載のコーティング装置。
- 前記バックアップロールの前記変形可能な外側層が、約40ショアAより高い、任意選択で約50ショアAより高い硬度を有する、請求項10に記載のコーティング装置。
- 前記変形可能な外側層が、エラストマー、金属、布地、又は不織布のうちの1つ以上の材料を含む、請求項10に記載のコーティング装置。
- 前記変形可能な内側層が、合成発泡体、彫られた、構造化された、3D印刷された、又はエンボス加工されたエラストマー、布地若しくは不織布層、圧力が制御されたガスで充填された複数の空洞、又は軟質ゴムのうちの1つ以上の材料を含む、請求項10に記載のコーティング装置。
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