JP4370587B2 - 巻取りコアの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フイルムや紙等のシート状材料を巻き取るための繊維強化プラスチツク製の巻取りコアの製造方法に関する。

従来、筒状からなる繊維強化プラスチツク製の巻取りコアは、外径寸法及び内径寸法が長手方向の全域で同一のものであり、肉厚寸法が全体で同一である。外径寸法及び内径寸法が全体で同一となるのは、芯金にプリプレグした繊維を巻き回して成形する製造方法を採用しているためである（特許文献１）。
特公平３−８９３８号公報

しかし、巻取りコアにシート状材料をロール状体に巻き取った巻上体は、ロール状体の両側面から突出する巻取りコアの両端部に吊下げ具のフックを引っ掛けた状態で持ち上げて搬送することがある。このときに、巻取りコアの両端部は、巻上体の総重量と搬送時に加わる衝撃等の負荷との総和に耐えるだけの強度を必要とする。しかし、従来の巻取りコアは、両端部の強度に限界があるため、搬送時のことを考慮して巻き取り重量を大きくすることに限界があった。

本発明は、上記課題を解決するために、従来よりも巻き取り重量を増大させることが可能な繊維強化プラスチツク製の巻取りコアの製造方法の提供を目的とする。

従来よりも巻き取り重量を増大させることが可能な巻取りコアを得るために本発明が採用した手段は、繊維強化プラスチツク製の巻取りコアの製造方法において、円筒状の主体部を、外径寸法及び肉厚寸法が長手方向の全域で同一となるように繊維強化プラスチツクで成形して硬化状態とし、次に、主体部の両端域の各々の内側に、未硬化の繊維強化プラスチツク材料を肉盛りして筒状の補強部を形成し、その後補強部を硬化して主体部に自着させて主体部と補強部を一体にしたコア補強域を形成し、次に、前記各コア補強域の内周面側を切削して、各コア補強域の内周面と外周面を同芯にした巻取りコアを得ることを特徴とする巻取りコアの製造方法である。
本発明にあっては、円筒状の主体部として、外径寸法及び肉厚寸法が長手方向の全域で同一となる従来の製造方法で成形した繊維強化プラスチツク製のものを用いることができ、円筒状の主体部の両端域に、主体部と補強部を一体化してなるコア補強域を形成した巻取りコアを得ることができる。

また、本発明にあっては、主体部に未硬化の繊維強化プラスチツク材料を肉盛りして補強部を形成して補強部を硬化させる作業でコア補強域を得ることができる。
更に、本発明にあっては、両側のコア補強域の内周面と外周面を同芯にして回転させることができる巻取りコアとすることできる。

本発明に係る巻取りコアの製造方法は、従来の製造方法で成形できる円筒状の主体部の両端域に主体部と補強部を一体化してなるコア補強域を形成することで、主体部の両端域の強度を増大させることができ、従来よりも巻き取り重量を増大させることが可能な巻取りコアを得ることができ、更に、従来の製造方法で成形できる円筒状の主体部を用いることができ、製造コストの増大を抑制することが可能となる。
また、本発明に係る巻取りコアの製造方法は、主体部に未硬化の繊維強化プラスチツク材料を肉盛りして形成した補強部を硬化させる簡単な作業でコア補強域を得ることができる。
更に、本発明に係る巻取りコアの製造方法は、両側のコア補強域の内周面と外周面を同芯で回転させることができるため、両側のコア補強域の内周面に巻取装置のチャック装置を内嵌装着してシート状材料を巻き取るとき、外周面に振れを生じさせることなく円滑に巻き取る巻取りコアを得ることができる。

本発明に係る巻取りコアの製造方法（以下、「本発明製造方法」と言う。）を図面に示す実施形態に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
図１乃至図３は巻取りコア及び参考の製造方法の第１の実施の形態を示すものであり、図（Ａ）は参考の製造方法の製造手順を示すものであって中間省略した主体部２と両側の補強部３，３を分離して示す断面した正面図、図（Ｂ）は製造して得た巻取りコア１を中間省略して示す断面した正面図、図（Ｃ）は図（Ｂ）のｃ−ｃ線における断面図である。図２は巻取りコア１にシート状材料Ｓを巻き取った状態の巻上体Ｕの中間省略して断面を示す正面図である。図３は参考の製造方法の別態様の製造手順を示すものであって、図（Ａ）は中間省略した主体部２と両側の補強部３，３を分離して示す断面した正面図、図（Ｂ）は製造して得た巻取りコア１を中間省略して示す断面した正面図である。

巻取りコア１は、図１の図（Ｂ）及び図（Ｃ）に示す如く、外径寸法Ｄ１が長手方向Ｇ及び周方向Ｊの全域で同一の筒状からなる繊維強化プラスチツク製（但し、接着剤５は除く。）のものであって、肉厚寸法Ｔ１が長手方向Ｇ及び周方向Ｊで同一のコア中間域１Ａと、コア中間域１Ａに隣接する両側の各々に形成され肉厚寸法Ｔ２がコア中間域１Ａよりも大きいコア補強域１Ｂ，１Ｂとを備え、コア中間域１Ａが、円筒状の主体部２の肉厚寸法Ｔ１が長手方向Ｇ及び周方向Ｊで同一の中間域２Ａで形成され、各コア補強域１Ｂが、主体部２の中間域２Ａから延びる端域２Ｂと、この端域２Ｂの内側２ｃに接合した筒状の補強部３とで形成されている。本実施の形態において、主体部２と各補強部３の接合は、接着剤５で行なわれている。

巻取りコア１を製造する参考の製造方法は、図１の図（Ａ）に示す如く、円筒状の主体部２を、外径寸法Ｄ１及び肉厚寸法Ｔ１が長手方向Ｇ及び周方向Ｊ（図（Ｃ）参照）の全域で同一となるように繊維強化プラスチツクで成形し、次に、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂの各々の内側２ｃ，２ｃに、繊維強化プラスチツクからなる補強部３，３を接合し、主体部２と補強部３を一体にしたコア補強域１Ｂを両側に形成した巻取りコア１を得るものである。本実施の形態では、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂの各々の内側２ｃに、繊維強化プラスチツクで予め筒状に成形した各補強部３を接着剤５を介して挿入し、その後で接着剤５を硬化させて主体部２と補強部３が一体化した各コア補強域１Ｂを形成している。

前記主体部２及び各補強部３の成形方法としては、従来の巻取りコアの製造方法と同様に、フイラメントワインデイグ成形、シートワインデイング成形、引き抜き成形など円筒体の成形方法を用いることができる。主体部２及び各補強部３に用いられる強化用繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維などの高強度の補強繊維を用いることができ、繊維の形態はストランド、シート状織物など成形方法にあわせて選択することができる。更に、主体部２及び各補強部３に用いられる樹脂（ブラスチツク）としては、エポキシ、ビニルエステル、不飽和ポリエステルなどの熱硬化型樹脂を用いることができる。

前記主体部２は、複数層から構成して、各層における繊維の巻角度（円筒状の主体部２の軸芯２ｆの方向に対して繊維を円周方向に巻き付けたときの主体部２の軸芯方向に対する繊維の巻き付け角度）や用いる樹脂を変更して、所望の曲げ強度や円周方向弾性率を得るようにしてある。各補強部３は、主体部２と同様に複数層から構成するか、又は単層から構成する。

前記接着剤５は、二液硬化型のエポキシ樹脂などを用いることができる。参考の製造方法において、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂの各内周面２ｄ及び／又は各補強部３の外周面３ａの全周囲に適量の接着剤５を予め塗着（図示略）し、次に、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂの各内側２ｃに各補強部３を嵌入し、主体部２と補強部３の間からはみ出た余分な接着剤を除去し、その後に接着剤５を硬化させて巻取りコア１の各コア補強域１Ｂを形成する。この場合、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂの各内周面２ｄと補強部３の外周面３ａとの嵌め合いは、介装する接着剤５の厚み分だけスキマバメとし、両者２，３の隙間の全域に接着剤５が入り込むようにしてある。接着剤５を介装するスキマバメ嵌合のために、接着剤５を硬化させた巻取りコア１の各コア補強域１Ｂにおいて、外周面１ｅと内周面１ｃ−２の軸芯にズレが生じる場合には、外周面１ｅと内周面１ｃ−２の軸芯が同芯となるように内周面１ｃ−２を切削するとよい。同芯にすることにより、巻取りコア１は、両側のコア補強域１Ｂ，１Ｂとコア中間域１Ａが同芯で回転することができ、両側のコア補強域１Ｂ，１Ｂの各内周面１ｃ−２に巻取装置（図示略）のチャック装置を内嵌装着してシート状材料を巻き取るとき、外周面２ｅに振れを生じさせることなく円滑に巻き取ることができる。

参考の製造方法で製造した巻取りコア１の寸法の一例としては、図２に示す如く、外径寸法Ｄ１が２１０ｍｍの場合には、コア中間域１Ａの肉厚みＴ１が７〜９ｍｍ、コア補強域１Ｂの肉厚みＴ２が１０〜１４ｍｍ、コア補強域１Ｂの長さＬ１が７０〜９０ｍｍであり、また、外径寸法Ｄ１が３１０ｍｍの場合には、コア中間域１Ａの肉厚みＴ１が９〜１１ｍｍ、コア補強域１Ｂの肉厚みＴ２が１４〜１８ｍｍ、コア補強域１Ｂの長さＬ１が２４０〜２６０ｍｍである。更に、巻取りコア１は、シート状材料Ｓを巻き取るとき、シート状材料Ｓの耳端部と各コア補強域１Ｂの重なり寸法Ｌ２が１０〜３０ｍｍ程度となるように用いられる。

参考の製造方法は、従来の巻取りコアと同様の製造方法で得た円筒状の主体部２を用いて巻取りコア１を得る場合、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂに主体部２と補強部３を一体化してなるコア補強域１Ｂ，１Ｂを形成することで、コア補強域１Ｂ，１Ｂの曲げ及び剪断の各強度を、コア補強域の無い従来の巻取りコアに比べて増大させることができる。その結果、巻取りコア１は、コア補強域１Ｂ，１Ｂに吊下げ具（図示略）のフックを引っ掛けた状態で持ち上げて搬送するときに、シート状材料Ｓ（図２参照）の巻き取り重量を従来よりも増大させることができる。

また、参考の製造方法は、円筒状の主体部２として外径寸法及び内径寸法が長手方向の全域で同一となる従来の製造方法で成形した繊維強化プラスチツク製のものを用いることができるため、製造コストの増大を抑制することが可能となる。更に、参考の製造方法は、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂの各内側２ｃに予め成形した補強部３を挿入して接着剤５を硬化させる簡単な作業でコア補強域１Ｂ，１Ｂを得ることができるので、製造コストの増大を抑制することが可能となる。

なお、参考の製造方法は、図３に示す如く、円筒状の主体部２を、外径寸法Ｄ１及び肉厚寸法Ｔ１が長手方向Ｇ及び周方向Ｊ（図（Ｃ）参照）の全域で同一となるように繊維強化プラスチツクで成形し、次に、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂについて各内周面２ｄを切削して真円度を出し、続けて主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂの各々の内側２ｃに、繊維強化プラスチツクからなる補強部３（補強部３の外周面３ａについても切削して真円度を出すこともある。）を接着剤５を介して挿入し、その後で接着剤５を硬化させて主体部２と補強部３を一体にしたコア補強域１Ｂを両側に形成した巻取りコア１とすることもある。

（第２の実施の形態）
図４は参考の製造方法の第２の実施の形態を示すものであって、図（Ａ）は参考の製造方法の製造手順を示すものであって、主体部２と補強部３を示す断面した正面図、図（Ｂ）は製造して得た巻取りコア１のコア補強域１Ｂの近辺を示す断面した正面図である。

本実施の形態に係る参考の製造方法が前記第１の実施の形態と相違する点は、主体部２として、その両端域２Ｂ，２Ｂ（図面は一方のみを示す）の各々の内周面２ｄに雌螺子２ｇが設けられたものを用い、補強部３として、その外周面３ａに雄螺子３ｇが設けられたものを用い、雌螺子２ｇ及び／又は雄螺子３ｇに接着剤５を塗着した後に主体部２の内側２ｃに補強部３を螺着し、その後で接着剤５を硬化させて主体部２と補強部３を一体化した両側のコア補強域１Ｂを形成した巻取りコア１を得ることである。本実施の形態に係る参考の製造方法におけるこの相違点以外については、前記第１の実施の形態と実質的に同一である。なお、接着剤５を硬化させた巻取りコア１の各コア補強域１Ｂにおいて、外周面１ｅと内周面１ｃ−２の軸芯にズレが生じる場合には、外周面１ｅと内周面１ｃ−２の軸芯が同芯となるように内周面１ｃ−２を切削するとよい。

本実施の形態に係る参考の製造方法は、主体部２に補強部３を接着剤５を介して螺着し、接着剤５を硬化させる簡単な作業でコア補強域１Ｂ，４を得ることができる。

（第３の実施の形態）
図５及び図６は巻取りコア及び本発明製造方法の第３の実施の形態を示すものであって、図５の図（Ａ）は本発明製造方法を示すものであって主体部２に補強部３を形成している状態を示す断面した正面図、図（Ｂ）は製造して得た巻取りコア１のコア補強域１Ｂの近辺を示す断面した正面図である。図６の図（Ａ）は主体部２に保持具７を取り付けた状態を示す断面した正面図、図（Ｂ）は主体部２に保持具７を用いて補強部３を形成している状態を示す断面した正面図である。

本実施の形態に係る本発明製造方法が前記第１の実施の形態と相違する点は、図５に示す如く、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂ（図面は一方のみを示す）の各々の内側２ｃの内周面２ｄに、未硬化の繊維強化プラスチツク材料を付着させつつ筒状に肉盛りして補強部３を形成し、その後で補強部３を硬化して主体部２に補強部３を自着させて主体部２と補強部３を一体化した各コア補強域１Ｂを形成し、次に、各コア補強域１Ｂの内周面側及び奥端面側を一点鎖線Ｅ，Ｆで切削して、各コア補強域１Ｂの内周面１ｃ−２を外周面１ｅと同芯にした巻取りコア１を得ることである。本実施の形態に係る本発明製造方法におけるこの相違点以外については、前記第１の実施の形態と実質的に同一である。

本実施の形態に係る本発明製造方法は、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂの各内側２ｃに未硬化の繊維強化プラスチツク材料を肉盛りして未硬化の補強部３を形成し、その後で補強部３を硬化させて切削する簡単な作業で両側のコア補強域１Ｂ，１Ｂを得ることができる。

上記主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂの各々の内側２ｃに未硬化の繊維強化プラスチツク材料を肉盛りする方法としては、未硬化の繊維入り樹脂でシート状にしたものを、主体部２の内周面２ｄに巻回しつつ貼り付けて筒状に形成する方法や、繊維入りの未硬化の樹脂の小片の複数枚を、主体部２の内周面２ｄに順次貼着して重ね合わせて筒状に形成する方法等がある。また、繊維強化プラスチツク材料を肉盛りする方法の別態様としては、図６に示す如く、合成樹脂製又は金属製の筒部７ａと奥側の鍔部７ａを備えた保持具７を、主体部２の両端域２Ｂ，２Ｂ（図面は一方のみを示す）の各々の内側２ｃに挿着し、主体部２の内周面２ｄと保持具７の間に形成された筒状空間Ｋに未硬化の繊維入り樹脂Ｒを充填して筒状に形成する方法がある。保持具７は、硬化した各コア補強域１Ｂの内周面側及び奥端面側を一点鎖線Ｅ，Ｆで切削するときに、切除すればよい。

（第４の実施の形態）
図７は巻取りコア１の第４の実施の形態を示すものであり、図（Ａ）は中間省略して示す断面した正面図、図（Ｂ）は巻取りコア１の内周面側の洗浄水Ｗをテーパー部１ｄで導いて排出している状態を示す断面した正面図である。

本実施の形態に係る巻取りコア１が前記第１の実施の形態と相違する点は、洗浄したときの内周面側の水切りを良好にするために、各補強域１Ｂの内周面１ｃ−１の中間域１Ａ寄りに、奥側へ向かって行く程に拡径して中間域１Ａの内周面１ｃ−２に至るテーパー部１ｄを、内周面１ｃ−１に対する傾斜角度θ（θ＝８〜１２゜）で形成し、各補強域１Ｂと中間域１Ａとの境界に段部を形成しないようにしてある。巻取りコア１は、図（Ｂ）に示す如く、洗浄するとに、テーパー部１ｄの傾斜角度θより大きい傾斜角度αで巻取りコア１全体を傾斜させることで、内周面１ｃ側の洗浄水Ｗをテーパー部１ｄで円滑に流下させて排出させるので、水切りを良好にすることができる。

なお、図４に示す第２の実施の形態に係る巻取りコア１及び図５に示す第３の実施の形態に係る巻取りコア１は、図示は省略したが、両側の補強域１Ｂ，１Ｂの各内周面１ｃ−１の中間域１Ａ寄りに、奥側へ向かって行く程に拡径して中間域１Ａの内周面１ｃ−２に至るテーパー部１ｄを、内周面１ｃ−１に対する傾斜角度θ（θ＝８〜１２゜）で形成し、各補強域１Ｂと中間域１Ａとの境界に段部を形成しないようにすることも可能である。

巻取りコア及び参考の製造方法の第１の実施の形態を示すものであって、図（Ａ）は参考の製造方法の製造手順を示すものであって中間省略した主体部と両側の補強部を分離して示す断面した正面図、図（Ｂ）は製造して得た巻取りコアを中間省略して示す断面した正面図、図（Ｃ）は図（Ｂ）のｃ−ｃ線における断面図である。 第１の実施の形態の巻取りコアにシート状材料を巻き取った状態の巻上体の中間省略して断面を示す正面図である。 第１の実施の形態における別態様の製造手順を示すものであって、図（Ａ）は中間省略した主体部と両側の補強部を分離して示す断面した正面図、図（Ｂ）は製造して得た巻取りコアを中間省略して示す断面した正面図である。 巻取りコア及び参考の製造方法の第２の実施の形態を示すものであって、図（Ａ）は参考の製造方法の製造手順を示すものであって、主体部と補強部を示す断面した正面図、図（Ｂ）は製造して得た巻取りコアのコア補強域の近辺を示す断面した正面図である。 巻取りコア及び本発明製造方法の第３の実施の形態を示すものであって、図（Ａ）は本発明製造方法を示すものであって主体部に補強部を形成している状態を示す断面した正面図、図（Ｂ）は製造して得た巻取りコアのコア補強域の近辺を示す断面した正面図である。 図（Ａ）は第３の実施の形態において主体部に保持具を取り付けた状態を示す断面した正面図、図（Ｂ）は主体部に保持具を用いて補強部を形成している状態を示す断面した正面図である。 巻取りコアの第４の実施の形態を示すものであり、図（Ａ）は中間省略して示す断面した正面図、図（Ｂ）は巻取りコアの内周面側の洗浄水をテーパー部で導いて排出している状態を示す断面した正面図である。

１…巻取りコア、１Ａ…コア中間域、１Ｂ…コア補強域、１ｃ…内周面、１ｃ−１…コア中間域の内周面、１ｃ−２…コア補強域の内周面、１ｄ…テーパー部、１ｅ…外周面、２…主体部、２Ａ…中間域、２Ｂ…端域、２ｃ…内側、２ｄ…内周面、２ｅ…外周面、２ｆ…軸芯、２ｇ…雌螺子、３…補強部、３ａ…外周面、３ｇ…雄螺子、５…接着剤

Claims (1)

1. 繊維強化プラスチツク製の巻取りコアの製造方法において、円筒状の主体部を、外径寸法及び肉厚寸法が長手方向の全域で同一となるように繊維強化プラスチツクで成形して硬化状態とし、次に、主体部の両端域の各々の内側に、未硬化の繊維強化プラスチツク材料を肉盛りして筒状の補強部を形成し、その後補強部を硬化して主体部に自着させて主体部と補強部を一体にしたコア補強域を形成し、次に、前記各コア補強域の内周面側を切削して、各コア補強域の内周面と外周面を同芯にした巻取りコアを得ることを特徴とする巻取りコアの製造方法。

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