JPH01246464A

JPH01246464A - カレンダー用樹脂ロール

Info

Publication number: JPH01246464A
Application number: JP6840488A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yamada; 和夫山田; Akiyoshi Inoue; 昭良井上; Yasuhiro Takaoka; 高岡　泰弘
Original assignee: KIN YOSHA KK
Current assignee: KIN YOSHA KK
Priority date: 1988-03-23
Filing date: 1988-03-23
Publication date: 1989-10-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、製紙用カレンダーロール、繊維用カレンダー
ロール、磁気テープ用カレンダーロール等の樹脂製のカ
レンダーロールに関する。

［従来の技術と発明が解決する課題］従来、例えば製紙用のカレンダーロールとして、原綿、
木綿、脱脂綿、紙、ウール等からなる所謂コツトンロー
ル、ペーパーロール、ウールローン等が使用されている
。

これらのｍ維を利用したロールは、繊維の集合体である
ためその硬度が均一でない、従って、実際に使用する際
には、予備運転をしてロール表面の硬度をある程度均一
にしている。この表面の硬度の均一化作業には、多大な
時間を費している。

また、繊維を使用したこれらのロールは、使用時の内部
発熱が大きく、高圧下、高速回転で運転すると内部が焼
けてしまい、使用不能となる。また、運転中に紙切れ等
の事故が起きると、被処理体の紙にしわが発生し、これ
らの紙が数枚型なった状態でカレンダーされる。この時
、ロールの復元性が悪いため、ロール表面に紙跡が残り
その後通過する紙に傷をつけてしまう、同様に、狭幅の
紙を処理した後に広幅の紙を処理すると、狭幅の紙のエ
ッチ部分のへこみが直接広幅の紙に影響を及ぼす問題が
ある。そこで、予備ロールを何本も用意し、紙幅が変化
する度にロールを交換し、紙の重なりによって傷が発生
した場合は、再度研唐することを行っている。

また、所謂熱可塑性のモノマーキャスティングナイロン
を用いたロールも使用されている。これは重合反応する
時莫大な反応熱を出し高温になる。

また、成型収縮も大きい、従って、このロールは、芯金
め表面に直接或いはウレタンゴム等の下巻層を介して樹
脂製の中空バイ７を嵌め込む方式を取らざるを得ない、
このロールの場合、芯金或いは下巻層と樹脂層を接着し
ていないため、高圧下での高速回転に耐えられず樹脂層
が破壊した時飛散し、設備を傷めると共に人身事故を引
き起こす危険がある。

かかる問題を解消するために、発明者等は既に芯金の表
面に接着した表面層を形成する樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ′
）の特性的変曲点の温度が、使用時の該樹脂温度に１０
℃加えた温度よりも高く、かつ、該樹脂の使用時の温度
に８０℃加えた温度よりも低い温度にあると共に、該樹
脂のショアーＤ硬度が７５〜９７の範囲にあることを特
徴とするカレンダー用樹脂ロールの発明を国際特許出願
した。（国際出願臼６２．６．１０．［！ｉＩ際出願番
号ＰＣＴ−ＪＰ８７−００３６９）。

しかし、かかる発明においては、使用時に樹脂の変曲点
に近い温度までカレンダー用樹脂ロールの温度が上昇し
て使用されると、依然、カレンダー用樹脂ロールの表面
にキズが発生し易い問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、使用
時の表面層の部分発熱に起因する樹脂の飛散を阻止し、
かつ、表面層にキズが発生するのを防止したカレンダー
用樹脂ロールを提供するものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、芯金め表面に表面層を接着してなるカレンダ
ー用樹脂ロールにおいて、表面層を上部表面層と下部表
面層からなる二層構造とし、かつ、下部表面層を該下部
表面層を形成する樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ′）の特性的変
曲点の温度が、使用時の該樹脂温度に１０℃加えた温度
よりも高く、かつ、該樹脂の使用時の温度に８０℃加え
た温度よりも低い温度範囲にあると共に、該樹脂のショ
アーＤ硬度が７５〜９７の範囲にあるものとし、上部表
面層を該下部表面層を形成する樹脂よりも前記所蔵弾性
率（Ｅ′）の特性的変曲点が３０℃以上高い樹脂であっ
て、厚さが０．５〜４１の範囲のものとしたことを特徴
とするカレンダー用樹脂ロールである。

ここで、表面層を構成する上部表面層及び下部表面層を
形成する樹脂は、大型ロールの成型を容易にするため成
型時には原料が液状タイプのものとし、型に流し込んで
ロールに成型できると共に、上記貯蔵弾性率（Ｅ′）の
特性的変曲点の温度及び上記ショアーＤ硬度の要件を満
すものであれば良い、かかる樹脂としては、例えばポリ
ウレタン樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、架橋ポリエ
ステルアミド樹脂、或いはエポキシ樹脂を挙げることが
できる。

また、下部表面層を形成する樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ′）
の特性的変曲点の温度の範囲を、使用時の樹脂温度に１
０℃加えた温度より高く、８０℃加えた温度より低くと
した理由は、次の通りである。前者の場合、理論上は使
用時の樹脂温度以上としても良いが、現実にはカレンダ
ーロールを使用する設備や作業条件のばらつきによって
樹脂の温度が樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ′）の特性的変曲点
の温度を超えてしまい樹脂が急激に軟化するので、この
現象を防ぐため１０℃の幅を設けたものである。後者の
場合、８０℃を超えると高圧力、高速回転のようにカレ
ンダー用ロールの使用条件が過酷な場合に、部分発熱が
発生しその部分が膨張し、更にその部分に集中荷重が加
わると、異常発熱が起きる。しかし、かかる温度範囲で
は、軟化せずに膨張してしまい、局部的な集中荷重によ
って樹脂層（表面層）に大きなりラックが発生し、最終
的には樹脂層の飛散を招く、この現象を防ぐべく後者の
温度範囲を設定している。

ここで、貯弾性率（Ｅ′）の特性変曲点の温度とは、粘
着弾性スペクトロメーターでの測定において、一定周波
数下で、温度を変化させて測定した貯蔵弾性率（Ｅ′）
が、ガラス状領域からゴム状領域へ変化する時に急激に
低下する際の温度をいう、なお、一定周波数としては通
常１０〜５０Ｈｚの範囲のものを使用する。また、昇温
速度は、通常２℃／ｌ１ｉｎに設定する。

また、表面層を形成する樹脂のショアーＤ硬度を７５〜
９７としたのは以下の理由による。

７５以上としたのは、次の問題を解消するためである。

すなわち、通常カレンダー用ロールは、高圧、高速回転
で使用さる場合が多く、硬度が７５に溝ないと、使用圧
力による樹脂の変形量が大きくなる。その結果、樹脂内
部が発熱し破壊してしまう、一般に硬質樹脂は伸びが小
さいため高圧力になった場合は発熱する以前にｍｅその
ものの伸びが変形量に追従できなくなり破壊される。

９７以下としたのは、次の問題を解消するためである。

すなわち、樹脂ロールとして通常使用される場合は、相
手金属ロールまたは被処理物と均一に接するようにクラ
ウンを付けて研磨されたりしているが、その精度が悪い
場合、一部分で全荷・重を受けてしまうことがある。こ
の場合、硬さがショアーＤ９７より低いと変形量が大き
く他の部分でも受けるので問題は起きないいが、硬さが
高いと（９７を超える場合）変形量が小さく、一部分で
全荷重を受けてしまい、過過剰となって樹脂層の破壊を
招く。

また、上部表面層を０．５〜４ｍの厚さ範囲で、かつ、
下部表面層より、も貯蔵弾性率（Ｅ′）の特性的変曲点
が３０℃以上高い樹脂で形成したのは、表面層の上部を
下部よりも耐熱性を良くし、高温時においても硬さを維
持して表面領域にキズが発生するのを防止するためであ
る。

［作　用］次に、本発明のカレンダｍｍｖＩＪＦｉロールの内容を
その作用面から説明すると次の通りである。

一般に硬質樹脂を被覆したロールを高速、高荷重で運転
すれば部分発熱が発生する。相手金属ロールの温度が高
い場合は特に顕著である。

これを避けるためスーパーカレンダーでは、上下金属ロ
ールにスイミングロールを使用し、ロール全面に均一な
圧力がかかるように工夫している。

オンマシンソフトカレンダーでは、クラウンコントロー
ルに樹脂を被覆し、ロールの表面温度をセンサーで検出
し、部分発熱が発生するとその部分の圧力を減じクラウ
ンを変えて使用している。

この様な努力にも拘らず部分発熱は発生する。

部分発熱が発生すると、その個所の樹脂は熱膨張して突
起する。この突起部分に集中荷重がかかり更に大きく発
熱し、この繰り返しで更に昇温する。

これを第１図を参照して説明する。

第１図は樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ）′と樹脂の温度Ｔとの
関係を示している。

一般に熱硬化性樹脂は特性的変曲点Ｔａを有していてこ
の変曲点より温度が上ると弾性率は急激に下る。

今、樹脂ロールの樹脂の温度が８０”Ｃで運転されてい
るとすれば、Ａ材質の場合部分発熱してもその個所が１
００℃を超えると、その部分の樹脂は硬化し荷重を受は
止めなくなり、他の部分発熱をしていないロール面で荷
重を受けとめる。このため、部分発熱の昇温はある一定
の温度で止まりロールの破壊には至らない。

この状態のロールに更に荷重または速度または温度を加
えて破壊させると、これらの樹脂は一般に伸びが少さい
ので、部分発熱の個所にヘヤークラックが発生するだけ
で樹脂の飛散は起きない。

Ｂ材質の場合は、１６０℃の所に変曲点Ｔａ−２があり
、部分発熱部の熱膨張はＡ材質の場合より大きく、これ
が成長して１本の接着層までのクラックが発生する場合
がある０本発明はＷ脂を鉄芯と接着させであるので、樹
脂の飛散はない。

Ｃ材質の場合は、２００ｊＣの所に変曲点Ｔａ−３があ
り、部分発熱の個所が２００’Ｃ以上になる。

このため樹脂の熱膨張はさらに大きく、従ってクラック
の深さも大きく樹脂は飛散する。またこの場合は樹脂が
２００　’Ｃ以上になるので熱分解を受けた可能性もあ
る。

Ｄ材質の場合は、２５０℃までに変曲点がないで、Ｃ材
質の場合よりひどく樹脂は飛散する。

多くの実験で樹脂が飛散しない条件を求めた。

その結果、実使用時の樹脂の温度よりこの樹脂の特性的
変曲点Ｔａが１０℃〜８０℃の範囲で高くなければなら
ないと言う結論を得た。

しかし、この要件を満すだけでは、表面層の表面領域に
キズが発生するのを完全に防止することができない、そ
こで、本発明では、上記のように所定の表面領域を耐熱
性の上部表面層としてキズの発生を防止することとした
。更に、仮にこの上部表面層の部分でキズが発生した場
合には、その直下の下部表面層によって樹脂が飛散しな
い構造とした。

また、上部表面層と下部表面層の間には、接着剤を介し
ても良い。また、下部表面層と芯金の間には、クツショ
ン層として薄いゴム層を設けても良い。

［実施例］以下、本発明の実施例について説明する。

表面をブラスト処理して接着剤（Ｃｏｎａｐ　１１４６
゜Ｃｏ　ｎ　ａ　ｐ、社　商品名、フェノール系接着剤
）を塗布した鉄芯を貫通させた注型用モールドを用意す
る。

次いで、１２０℃の温度で脱水処理されたサンニックス
８０４０２の１００重量部を混合機に投入し、これにミ
リオネートＭＴのｔｏｏｔ量部を投入すると同時に乾燥
されたクリスタライトＡ−１（＠罷職製造、石英粉末）
を２００重量部添加し、５分間減圧下で撹拌した。この
混合物を上記注型用モールドに注入し、９０℃、５時間
の条件で加熱して硬化を完了させ、生成した硬化物を上
記モールドから取出し、常法により表面研磨を行ない第
２図に示す如く、外径１５４ａｍφの鉄芯１に厚さ７■
の硬質ポリウレタン樹脂層からなる下部表面層２を形成
した。

次に、上述のようにして形成した下部表面層２上に、所
定の上部表面層３を形成するため、次の処理を行った。

すなわち、ポリキュアＩＣ−７０１（三洋化成工業社、
商品名、耐熱、耐衝撃性ポリウレタン樹脂、イソシアネ
ート成分）の９０重量部に、予め触ｊｘＡ（三洋化成工
業社、商品名、耐熱、耐衝撃性ポリウレタン樹脂、イン
シアネート三景化継媒）を０．５重量部混合しであるポ
リキュア５Ｖ−１０１（三洋化成工業■、商品名、耐熱
、耐衝撃性ポリウレタン樹脂、ポリオール成分）１０重
量部を５０℃、減圧下の条件で熱混合する。この混合物
を上記下部表面層２を形成した鉄芯１を配置したモール
ドに注入し、１５０℃、５時間の条件で加熱、硬化させ
た。生成した硬化物をモールドから取出し、その表面を
常法により研磨して、上部表面層３が下部表面層２上に
積層された直径１６０ｆｉφのカレンダー用樹脂ロール
５を得た。

ここで、下部表面層２のショアーＤ硬度、引張強度及び
破断伸びの多値は、夫／？８９，８００ｈｆ／ｃｉ、８
％であった。

また、上述のサンニツクスＨＤ４０２は、三洋化成製の
ポリエーテルポリオールであってその水酸基価は、３９
４である。

また、上述のミリオネートＭＴは、日本ポリウレタン社
製のジフェニルメタンジイソシアナートであって、その
ＮＧＯ含有量は、３３．６％である。

次に、実施例のカレンダー用樹脂ロールと比較するため
に作った比較例のカレンダー用樹脂ロールについて説明
する。

比較例１上部表面層の厚さが５Ｍである以外は実施例１のものと
同様の仕様によって比較例１のカレンダー用樹脂ロール
を作成した。

比較例２表面をブラスト処理して接着剤（Ｃｏｎａｐ　１１４６
゜ｃｏｎａｐ社　商品名、フェノール系接着剤）を塗布
した鉄芯を貫通させた注型用モールドを用意する。

次いで、１２０℃の温度で脱水処理されたサンニヅクス
ＨＤ４０２の１００重量部を混合機に投入し、これにミ
リオネートＭＴの１００重量部を投入すると同時に乾燥
されたクリスタライトＡ−１（■罷職製、石英粉末）を
２００重量部添加し、５分間減圧下で撹拌した。この混
合物を上記注型用モールドに注入し、９０℃、５時間の
条件で加熱して硬化を完了させ、生成した硬化物を上記
モールドから取出し、常法により表面研磨を行ない外径
１６０關φの鉄芯に硬質ポリウレタン樹脂層を形成した
比較例１のカレンダー用樹脂ロールを得な。

上述のようにして得た実施例、比較例１及び比較例２の
各ロールについて下記条件でキズ付は試験及び樹脂ロー
ル破壊試験を行った。

実施例のロールではキズ付は試験の結果、全く表面層に
キズは発生しなかった。また、樹脂ロール破壊試験にお
いては、上部表面層３中にクラックが発生したが、樹脂
の飛散はなかった。

これに対して、比較例１のものでは、キズ付は試験の結
果キズは発生しなかったが、比較例２のものではキズが
発生しな、また、樹脂ロール破壊試験では、比較例１の
ものでは樹脂が飛散したのに対し、比較例２のものでは
クラックが表面層に入ったが、樹脂の飛散は起きなかっ
た。

（１）キズ付は試験相手ロール温度　　　　１００℃ 回転数　　　　　　　　４００　ｒｐ１線圧　　　　２
５０＊９／ａｍ１５０ｇの紙を８枚に折りニップを通過させた。

（２）樹脂ロール破壊試験相手ロール温度　　　　１００　’Ｃ回転数Ｙ　　　　　　　　４００ｒｐ１線圧　　　　４
００Ｋｙ／■ （実施例及び比較例１）３’５０に９１０ｎ（比較例２）［発明の効果コ以上説明した如く、本発明に係るカレンダー用樹脂ロー
ルによれば、使用時の表面層の部分発熱に起因する樹脂
の飛散を阻止し、がっ、表面層にキズが発生するのを防
止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、樹脂の貯蔵弾性率と使用時の樹脂温度との関
係を示す特性図、第２図は、本発明の一実施例の断面図
である。１・・・鉄芯、２・・・下部表面層、３・・・上部表面
層、５・・・カレンダー用樹脂ロール。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　産業１　図

Claims

【特許請求の範囲】

芯金の表面に表面層を接着してなるカレンダー用樹脂ロ
ールにおいて、表面層を上部表面層と下部表面層からな
る二層構造とし、かつ、下部表面層を該下部表面層を形
成する樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ′）の特性的変曲点の温度
が、使用時の該樹脂温度に１０℃加えた温度よりも高く
、かつ、該樹脂の使用時の温度に８０℃加えた温度より
も低い温度範囲にあると共に、該樹脂のショアーＤ硬度
が７５〜９７の範囲にあるものとし、上部表面層を該下
部表面層を形成する樹脂よりも前記所蔵弾性率（Ｅ′）
の特性的変曲点が３０℃以上高い樹脂であって、厚さが
０．５〜４ｍｍの範囲のものとしたことを特徴とするカ
レンダー用樹脂ロール。