JP6839958B2 - Core material and manufacturing method of core material - Google Patents
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Description
本発明は、フィルムやシートなどを巻き取るための円筒状の芯材および芯材の製作方法に関する。 The present invention relates to a cylindrical core material for winding a film, a sheet, or the like, and a method for producing the core material.
従来、製紙、印刷機械の紙、シート、フィルム等の巻き取りロール等に用いられる芯材は、通常、フィルム等の搬送、巻き取りに伴って高速回転されるものであり、高速回転に耐え得る曲げ強度を備え、回転慣性が小さくなるように軽量であることが要求されている。 Conventionally, the core material used for winding rolls of paper, sheets, films, etc. of paper making and printing machines is usually rotated at high speed with the transportation and winding of films, etc., and can withstand high-speed rotation. It is required to have bending strength and to be lightweight so that the rotational inertia is small.
このような要求に対応するため、金属製管体と比較して、軽量、高剛性、高強度等の特徴を有する繊維強化プラスチック(FRP)製の芯材が使用されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to meet such demands, a core material made of fiber reinforced plastic (FRP), which has features such as light weight, high rigidity, and high strength as compared with a metal tube body, is used (for example, Patent Documents). 1).
近年、シートやフィルムなどがより薄いものとなり、これを巻き取る際の撓みやしわの発生を防止するために、上記の芯材は、外径寸法を大きくして対応することがある。外径寸法を大きくするには肉厚を大きくすればよいが、重量が増加するおそれがある。 In recent years, sheets, films, and the like have become thinner, and in order to prevent the occurrence of bending and wrinkles when winding the sheet or film, the above-mentioned core material may be accommodated by increasing the outer diameter dimension. To increase the outer diameter, the wall thickness may be increased, but the weight may increase.
そこで、特許文献1に記載された芯材では、軽量化を図るために、肉厚を変えずに外径寸法を大きくし、その長さ方向両端の内周部に円筒状の樹脂製のブッシュを接着固定して対応していた。
Therefore, in the core material described in
しかしながら、巻き取りに対する偏心を防止するには、樹脂製のブッシュを芯材の長さ方向両端部分の内周部に対して、その径方向位置を高い精度で挿入し接着固定させる必要がある。また、このように挿入された樹脂製のブッシュは、芯材の内周面に対する密着性が不十分となるおそれがある。 However, in order to prevent eccentricity with respect to winding, it is necessary to insert the resin bush into the inner peripheral portions of both ends in the length direction of the core material with high accuracy and fix them by adhesion. Further, the resin bush inserted in this way may have insufficient adhesion to the inner peripheral surface of the core material.
密着性が不十分であると、巻き取り機の回転シャフトがブッシュ内に挿し込まれた状態で、芯材の自重あるいは巻き取られたシートやフィルムの重量により、ブッシュの中心軸に対して、芯材の中心軸が下方に偏心するという問題がある。 If the adhesion is insufficient, the rotating shaft of the winder is inserted into the bush, and the weight of the core material or the weight of the wound sheet or film causes the center axis of the bush to be inadequate. There is a problem that the central axis of the core material is eccentric downward.
そこで、この発明の課題としては、芯材本体とブッシュとの密着性を向上した芯材を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a core material having improved adhesion between the core material main body and the bush.
上記の課題を解決するために、この発明は、繊維強化プラスチック製の円筒体であり、その長さ方向両端部分の内周部に接着層を有する芯材本体と、前記接着層の内周部に接着固定される円筒状のブッシュとを有し、前記ブッシュが長さ方向に延びる線状の切り欠きを有する構成を採用することができる。 In order to solve the above problems, the present invention is a cylindrical body made of fiber reinforced plastic, and has a core material main body having an adhesive layer at the inner peripheral portions of both end portions in the length direction, and an inner peripheral portion of the adhesive layer. It is possible to adopt a structure having a cylindrical bush to be adhesively fixed to the bush and having a linear notch extending in the length direction.
この構成によると、ブッシュは線状の切り欠きを形成する周方向の両内縁部が周方向に広がることによって、その外周部の全周を接着層の外周部に沿わせることができるので、ブッシュを接着層に対して全周にわたり密着させることが可能となる。 According to this configuration, the bush has both inner edges in the circumferential direction that form a linear notch, so that the entire circumference of the outer peripheral portion can be aligned with the outer peripheral portion of the adhesive layer. Can be brought into close contact with the adhesive layer over the entire circumference.
前記構成において、前記切り欠きが前記ブッシュの長さ方向の全長に形成されている構成を採用すると、ブッシュの外周部を接着層に対して全周のみならず、長さ方向の全長にも密着させることができる。 In the above configuration, if the notch is formed over the entire length of the bush in the length direction, the outer peripheral portion of the bush is brought into close contact with the adhesive layer not only on the entire circumference but also on the entire length in the length direction. Can be made to.
前記芯材本体は、長さ方向両端部分の内周部がその長さ方向両端部分以外の内周部よりも表面粗さの大きい粗面部となっている構成を採用すると、粗面部に接着層が食い込むことで芯材本体とブッシュとの接着強度が向上する。 If the core material body adopts a configuration in which the inner peripheral portions of both end portions in the length direction have a rough surface portion having a surface roughness larger than that of the inner peripheral portions other than the both end portions in the length direction, an adhesive layer is formed on the rough surface portion. The adhesive strength between the core material body and the bush is improved by the bite.
また、前記接着層の層厚が前記芯材本体の内径寸法と前記ブッシュの外径寸法の寸法差を二等分した厚みを有する構成を採用することができる。この構成によると、接着層にブッシュを固定すると、芯材の中心軸に対するブッシュの中心軸の偏心量を最小限に抑えることができる。 Further, it is possible to adopt a configuration in which the layer thickness of the adhesive layer has a thickness obtained by bisecting the dimensional difference between the inner diameter dimension of the core material main body and the outer diameter dimension of the bush. According to this configuration, when the bush is fixed to the adhesive layer, the amount of eccentricity of the central axis of the bush with respect to the central axis of the core material can be minimized.
この発明に係る芯材は、樹脂を含浸した強化繊維を芯金に巻回して円筒状の芯材本体を形成する工程と、その芯材本体の長さ方向両端部分の内周部に接着剤を塗布して接着層を形成する工程と、前記接着層の径方向内側に長さ方向に延びる線状の切り欠きを有する円筒状のブッシュを挿入する工程と、前記ブッシュの内周部に沿う断面円弧状の一対の押圧片により前記ブッシュの内周部から直径方向外向きに押圧する工程を備えた製作方法によって製作される。 The core material according to the present invention has a step of winding a reinforcing fiber impregnated with a resin around a core metal to form a cylindrical core material main body, and an adhesive on the inner peripheral portions of both ends in the length direction of the core material main body. To form an adhesive layer, a step of inserting a cylindrical bush having a linear notch extending in the longitudinal direction inside the adhesive layer in the radial direction, and a step along the inner peripheral portion of the bush. It is manufactured by a manufacturing method including a step of pressing outward from the inner peripheral portion of the bush by a pair of pressing pieces having an arcuate cross section.
この発明の芯材は、ブッシュが芯材本体の長さ方向両端部分の内周部に周方向全周にわたって密着した状態で固定されるので、芯材の中心軸に対するブッシュの中心軸の偏心量を抑えることができる。 Since the core material of the present invention is fixed in a state where the bush is in close contact with the inner peripheral portions of both end portions in the length direction of the core material body over the entire circumference in the circumferential direction, the amount of eccentricity of the central axis of the bush with respect to the central axis of the core material. Can be suppressed.
以下、この発明の実施形態に係る芯材を図1〜3に基づいて説明する。
この実施形態に係る芯材は、製紙、印刷機械の紙、シート、フィルム等を巻き取るために用いられる。
Hereinafter, the core material according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The core material according to this embodiment is used for winding paper, sheets, films, etc. of paper making and printing machines.
芯材1は、円筒状の芯材本体2と芯材本体2の長さ方向両端部分の内周部に形成された接着層3と、接着層3の内周部に固定されている円筒状のブッシュ4とを有する。
The
芯材本体2は、所定の外径を有する芯金に樹脂を含浸した繊維を筒状に巻き回すフィラメントワインディング法により成形される繊維強化プラスチック製の円筒体をなしている。この樹脂として、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等のように、FRP管の製造に一般的に用いられる樹脂を採用することができる。また、樹脂を含浸する繊維として、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、及びセラミック繊維等が挙げられる。
The core material
芯材本体2は、長さ方向両端部分の内周部にその長さ方向両端部分以外の内周部よりも表面粗さが大きい粗面部2aが全周に形成されている。芯材本体2は、その粗面部2aの径方向内側に接着剤から構成される接着層3が全周に形成されている。
In the core material
芯材本体2の内径寸法R2は、芯材1に対して要求される内径寸法の規格値R1に対して、接着層3およびブッシュ4の径方向の厚み分だけ大きく設定されている。
The inner diameter dimension R2 of the core material
また、芯材本体2は、周方向および長さ方向の全域において、上記内径寸法R2の寸法公差が±0.25mmとなるように上述のフィラメントワインディング法により成形されている。
Further, the core material
なお、芯材本体2の粗面部2aは、芯材本体2の内周部に対する接着層3のアンカー効果が十分確保できれば、必ずしも形成しなくてもよい。
The
接着層3は、芯材本体2の長さ方向両端部分の内周部の全周にわたって形成されている。接着層3は、芯材本体2の長さ方向両端縁からブッシュ4の全長よりもわずかに長い範囲に形成されている。接着層3の層厚は、芯材本体2の内径寸法R2とブッシュ4の外径寸法R3の寸法差を二等分した厚みとなっている(図2参照)。
The
接着層3は、紫外線硬化樹脂等の光硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂により構成されている。熱硬化性樹脂には、例えば、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、及びエポキシ樹脂が用いられる。接着層3は、光または熱を受けて、あるいは常温で硬化することにより芯材本体2の内周部にブッシュ4を固定させるものである。
The
ブッシュ4は、円筒状の樹脂製の部材であって、長さ方向の全長に延びる直線状の切り欠き5を有している(図3参照)。ブッシュ4の内径寸法R4は、芯材1に対して要求される内径寸法の規格値R1となるように設定されている。
The
ブッシュ4は、周方向および長さ方向の全域において、上記内径寸法(R1)に対して±0.13mmの範囲内に収まる内径寸法となるように形成されている。また、ブッシュ4の内周面が、芯材本体2の内周面よりも小さい表面粗さを有する。ブッシュ4の素材としては、芯材本体2と同じ素材を適用することができる。
The
また、この実施形態のブッシュ4は、長さ方向の全長に延びる直線状の切り欠き5を有している。切り欠き5は直線状に限られず、曲線状であってもよいが、ブッシュ4の製作の作業性の観点から、線状であることが好ましい。ここで、直線状の切り欠きとは、そのすき間がブッシュ4の周方向の周長と比較して十分に小さいものであって線状に見えるものをいう。
Further, the
この実施形態のブッシュ4は、芯材本体2の長さ方向両端部分の内周部の全周にわたって接着層3に密着することが可能であれば、図5に示すように、長さ方向一端縁から他端付近まで長さ方向に延びる直線状の切り欠き6を有するものであってもよい。
If the
この場合、ブッシュ4の切り欠き6の長さは、ブッシュ4の全長に対して70%以上が好ましい。70%よりも短いと、ブッシュ4を芯材本体2の長さ方向両端部分の内周部の全周にわたって接着層3に密着させることが難しいためである。
In this case, the length of the notch 6 of the
なお、ブッシュ4は切り欠き5を周方向の複数箇所に有するものであってもよく、また、切り欠き6を周方向の複数箇所に有するものであってもよい。
The
この実施形態の芯材1は以上のように構成され、以下の工程によって製作される。
芯材1の製作の前準備として、樹脂成形等により円筒体を製作する。そして、その円筒体を加工して、その長さ方向の全長にわたって直線状の切り欠き5が形成された内径寸法R4を有するブッシュ4をあらかじめ製作しておく。
The
As a preparation for the production of the
次に、芯材1の製作工程を説明する。まず、液状の樹脂を含浸した繊維を、芯金としてのマンドレルに巻回し、樹脂を硬化させた後、マンドレルを引き抜き、円筒状の芯材本体2を形成する。ここで、マンドレルの外径寸法は、上述した芯材本体2の内径寸法R2と同径となっている。
Next, the manufacturing process of the
続いて、芯材本体2の長さ方向両端部分の内周部の全周にわたってサンドブラスト処理を行い、粗面部2aを形成する。粗面部2aは、芯材本体2の長さ方向両端縁からブッシュ4の全長よりもわずかに長い範囲に形成されている。
Subsequently, sandblasting is performed over the entire circumference of the inner peripheral portions of both end portions of the core material
さらに、芯材本体2の粗面部2aに接着剤を塗布し接着層3を形成する。そして、接着層3の径方向内側に長さ方向に延びる直線状の切り欠き5を有する円筒状のブッシュ4を挿入する。
Further, an adhesive is applied to the
接着層3内にブッシュ4を挿入した状態で、図4に示す押圧治具13によりブッシュ4の内周部から直径方向外向きに押圧する(図4参照)。
With the
ここで、押圧治具13は、一対の押圧片10、11とこれらを反対方向内向きまたは外向きに移動させる伸長可能な軸状部材12とを備える。押圧片10、11は、断面円弧状の板状部材から形成され、芯材本体2の長さ方向の幅がブッシュ4の長さと同じ幅に形成されている。
Here, the pressing
また、押圧片10は、その径方向外側の外面10aが、ブッシュ4の内周部に沿った断面円弧状である。外面10aの曲率半径は、上記規格値R1の1/2に設定されている。
Further, the
外面10aは、そのブッシュ4の周方向に沿う弧長(円弧の長さ)は、図4に示すように、例えば、ブッシュ4の周長の1/3程度に設定されており、ブッシュ4を芯材本体2に確実に押し付けることができる長さを有していればよい。なお、押圧片11の径方向外側の外面11aも、押圧片10の外面10aと同様に形成される。
As shown in FIG. 4, the arc length (arc length) of the
軸状部材12は、二本のねじ棒12aが高ナット12bを介して同一直線上にねじ結合したものである。それぞれのねじ棒12aの外端部(高ナット12bと反対側の端部)が一対の押圧片10、11の径方向内側の内面10b、11bの中央に接続されている。軸状部材12により、一対の押圧片10、11の外面10a、11aが同一円筒面上に位置する状態となっている。
The shaft-shaped
上記押圧治具13は、ブッシュ4の切り欠き5が押圧片10により押圧可能な位置で、ブッシュ4の内部に配置されて、この状態でブッシュ4を径方向内側から外向きに押圧する。
The
押圧治具13により押圧されるブッシュ4は、全長に形成された切り欠き5のすき間が周方向外向きに広がり、その外周面の全面を芯材本体2の接着層3に密着させることができる。この結果、芯材本体2とブッシュ4との密着性が向上する。
In the
また、接着層3の厚みが芯材本体2の内径寸法R2とブッシュ4の外径寸法R3の寸法差を二等分した値となっている。このため、ブッシュ4の外周面の全面を接着層3に密着させると、芯材1の中心軸に対するブッシュ4の中心軸の偏心量を最小限に抑えることができる。
Further, the thickness of the
なお、上述の製作方法において、ブッシュ4としては、必要に応じて、上述した長さ方向一端縁から他端付近まで長さ方向に延びる直線状の切り欠き6を有するブッシュ4を用いることができる。この場合、ブッシュ4を芯材本体2の内周部に挿入し易く、その姿勢が安定するので好ましい。
In the above-mentioned manufacturing method, as the
1 芯材
2 芯材本体
2a 粗面部
3 接着層
4 ブッシュ
5、6 切り欠き
10、11 押圧片
10a、11a 外面
10b、11b 内面
12 軸状部材
12a ねじ棒
12b 高ナット
13 押圧治具
R1 規格値
R2、R4 内径寸法
R3 外径寸法
1
Claims (4)
The method for manufacturing a core material according to any one of claims 1 to 3 , wherein a reinforcing fiber impregnated with a resin is wound around a core metal to form a cylindrical core material main body, and the core thereof. A cylindrical shape having a step of applying an adhesive to the inner peripheral portions of both ends in the length direction of the material body to form an adhesive layer and a linear notch extending in the radial direction inside the adhesive layer in the length direction. A method for manufacturing a core material, comprising a step of inserting a bush and a step of pressing outward from the inner peripheral portion of the bush by a pair of pressing pieces having an arcuate cross section along the inner peripheral portion of the bush.
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