JPH0516761U - 繊維強化プラスチツク製ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】軽量で、慣性が小さく、回転に関して追従性が
よく、また、微妙な速度制御も容易で、高速化に十分に
対応でき、さらに、交換作業も容易な、長さが５ｍを超
えるような長尺ロールを得る。 【構成】ＦＲＰからなる複数本のロール単体を直列に継
ぎ合わせ、継ぎ合せ部の内側に筒体を圧入し、ロール単
体と接着して、ロール単体同士をつないでなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、長尺ロールを必要とする、合成樹脂フィルム、布帛、紙、織物等 の広幅のシート状物の製造工程において好ましく使用することができる繊維強化 プラスチック（ＦＲＰ）製ロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば、合成樹脂フィルムの製造工程においては、ときには５ｍを超えるよ うな長尺ロールを必要とする。また、布帛の処理工程においては、１０ｍにも及 ぶ超長尺ロールを必要とする場合もある。

【０００３】 そのようなロールは、従来、表面の均一性や平滑性が容易に得られるという理 由で、金属製のものがほとんどであったが、金属製のものは、重量が大きく、慣 性が大きいために、回転に関して追従性が悪く、したがって、また、微妙な速度 制御が困難で、近年の高速化に対応し難いという問題がある。また、やはり重量 が大きいために、交換作業がやっかいであるという問題もある。そのため、より 軽量にできるＦＲＰ製ロールが注目されるようになってきた。

【０００４】 たとえば、実公平２−１１４０７号公報、実公平２−３２４３１号公報、実公 平３−６６１２号公報、実公平３−８４０４号公報、特公平３−１２５４１号公 報には、ロール本体をＦＲＰで構成し、表面に樹脂やゴムをライニングしたり、 金属メッキを施すなどしてなるＦＲＰ製ロールが記載されている。これらのＦＲ Ｐ製ロールは、一般に、フィラメントワインディング法や、プリプレグシートを 用いるシートラッピング法によって成形され、金属製のものにくらべて軽量で、 慣性が小さく、追従性、速度の制御性に優れ、交換作業も容易であるという利点 がある。しかしながら、直径にもよるが、成形機の大きさや、マンドレルの自重 による撓み等、主として製造上の制限から、長さがせいぜい３〜４ｍのものが限 界である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

この考案の目的は、従来のＦＲＰ製ロールの上述した問題点を解決し、より長 尺化が可能なＦＲＰ製ロールを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案は、繊維強化プラスチックからなる少な くとも２本のロール単体を直列に継ぎ合わせてなり、継ぎ合せ部の内側には、筒 体が圧入され、かつ、ロール単体と接着されていることを特徴とする繊維強化プ ラスチック製ロールを提供する。好ましくは、筒体は、ロール単体の直径ｄに対 してｄ〜３ｄの長さを有する。また、好ましくは、筒体の外周面に接着剤の滞留 用環状溝が設けられる。この環状溝は、深さが溝幅方向において徐々に深くなっ ているのが好ましい。さらに、筒体の端部内面にはテーパーが付与され、筒体の 厚みが端に向かって徐々に薄くなっている。

【０００７】 ロール単体は、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維等の高強度、高弾性 率繊維を補強繊維とし、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステ ル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂をマトリクスとする ＦＲＰからなっている。

【０００８】 ロール単体の成形は、周知の、フィラメントワインディング法や、一方向性プ リプレグや織物プリプレグ等のプリプレグを用いるシートラッピング法によるこ とができる。このとき、ロール単体に所望の強度や弾性率等の物性が付与される よう、その軸方向に対する補強繊維の配列角度や、補強繊維量を制御する。

【０００９】 補強繊維の配列角度は、一定の場合と、軸方向および／または厚み方向で異な っている場合とがある。前者の場合は、ロール単体の直径や長さ等にもよるが、 軸方向および周方向の双方に所望の強度や弾性率が得られるよう、軸方向に対し て５〜４５゜の範囲にするのが好ましい。後者の場合は、たとえば、軸方向に対 して５〜４５゜の範囲内で、中央部よりも端部における配列角度を大きくするこ とができる。この構成は、フィラメントワインディング法による場合に限られる が、中央部の撓みを防止するうえで好ましい。また、軸方向に対して、内層は１ ５〜４５゜とし、外層は５〜２０゜とすると、特に曲げ強度が一層向上する。こ の場合、補強繊維の配分を、内層１に対して外層を１〜３程度にするとより効果 的である。なお、フィラメントワインディング法や一方向性プリプレグによるシ ートラッピング法による成形に際して、最外層に織物プリプレグを配置するよう にすると、表面の平滑性が向上するので好ましい。また、成形法を問わず、最内 層に軸方向に対して８５〜９０゜の層を設けておくと、成形後のマンドレルの抜 去が容易になるばかりか、曲げ座屈や直径方向の圧縮に対する強度が向上するよ うになるので好ましい。

【００１０】 一方、補強繊維の量は、その種類、配列角度、配列ピッチ、層構成等によって 異なるものの、体積含有率で５５〜７０％であるのが好ましい。

【００１１】 ロール単体１本の長さは、継ぎ合せ本数が少なくなるよう、長いほうがよい。 たとえば、長さが５ｍのロールの場合、２．５ｍ長のロール単体を２本使用する ようにする。また、各ロール単体は同じものであってよいが、たとえば、３本の ロール単体を継ぎ合わせる場合、真中の１本は、補強繊維が軸方向に対して５〜 ２０゜に配列されたものとし、その両側に配置する２本は、補強繊維が軸方向に 対して１５〜４５゜に配列されたものとするなど、異なるものの使用も、特に超 長尺ロールを得るような場合には好ましい。

【００１２】 継ぎ合せ部においては、ロール単体は、単に突き合わせるだけでもよいし、継 ぎ合せ端にくさび形加工や段付加工をしておき、その部分を係合させるようにし てもよい。

【００１３】 継ぎ合せ部に圧入する筒体は、ロール単体と同様のＦＲＰで作られているのが 好ましい。そうすると、ロール全体をより軽量にすることができるようになるば かりか、ロール単体と筒体とが、同じ熱的挙動を示すようになり、また、外力に 対して同じ寸法変化を示すようになる。しかしながら、金属その他の材料からな るものを使用することも可能である。

【００１４】 筒体の長さは、ロール単体の直径等によって異なる。一般的には、ロール単体 の直径をｄとしたとき、ｄ〜３ｄの範囲にする。そうすることで、継ぎ合せ部に おける撓みの問題等を確実に回避できる。

【００１５】 筒体には、ロールに曲げの力が加わった場合に筒体の端の部分でロール単体に 著しい応力集中が起こらないよう、端部内面にテーパーを設けて、端に向かって 徐々に薄肉になるようにしておくのが好ましい。

【００１６】 筒体には、また、その位置決め用の環状の凸部を設け、一方、ロール単体に上 記凸部と対応する環状の凹部を設けておくとよい。そうすると、筒体とロール単 体との相互位置の規制が容易に行えるようになる。

【００１７】 ロール単体と筒体とは、筒体の圧入に加え、接着剤によって接着しておく。接 着剤としては、エポキシ系、ゴム系その他の合成樹脂系接着剤を使用することが できる。このとき、筒体の外周面に、深さが０．２〜１mm程度の、接着剤の滞留 用環状溝を設け、一方、ロール単体には接着剤の注入口とオーバーフロー口を設 け、注入口から接着剤を圧入して環状溝に接着剤が滞留するようにすると、より 強固な接着が可能になる。接着剤の滞留用環状溝を設ける場合、その深さを、一 様ではなく、溝幅方向において深さが徐々に深くなるようにしておき、一方、ロ ール単体には、環状溝の浅い部分に対応して注入口とオーバーフロー口とを設け 、接着剤を注入口から圧入し、オーバーフロー口からオーバーフローするように すると、接着剤の決まった流れを形成することができるようになって環状溝内の 空気の追い出しが容易になり、接着強度が一層向上するようになる。

【００１８】 さて、ロールの表面は、ＦＲＰそのままであってもよいが、用途等により、エ ポキシ樹脂、フェノール樹脂等の樹脂や、ニトリルゴム、スチレンゴム、ブチル ゴム、シリコーンゴム等のゴム等のライニングを施したり、また、硬度や耐摩耗 性等を向上させる目的で、硬質クロム等のメッキを施してもよい。硬質クロムメ ッキを施す場合、銅やニッケル、または、銅とニッケルとの下地メッキ層を施し ておくと、より強固なメッキが可能になり、メッキ膜の剥離を防止することがで きる。また、ＦＲＰは、導電性を有しないか、有していても低いので、メッキに 電解メッキを使用する場合には、メッキ速度を上げて効率を高めるために、ロー ル表面に銀等の導電性金属を含むエポキシ樹脂等の導電層を設けておくか、ロー ル単体を構成する熱硬化性樹脂中に、カーボンブラック、炭素繊維のミルドファ イバー、アルミニウム粉等の導電性付与剤をあらかじめ混入しておくとよい。

【００１９】 この考案によれば、曲げ弾性率が１３トン／mm² 以上であり、かつ、長さが５ ｍを超えるような長尺ロールでも容易に得られる。

【００２０】

【実施態様】

図１において、ロール本体３は、２本の、くさび形の端部において互いに継ぎ 合わされたロール単体１、２を有する。ロール本体３の端部には、金属製、ＦＲ Ｐ製その他のジャーナル４、５が接着されている。

【００２１】 ロール単体１、２の継ぎ合せ部には、内側に筒体６が圧入され、かつ、ロール 単体１、２と接着されている。ロール単体１、２と筒体６との位置決めは、筒体 ６に設けた環状の凸部１３と、これに係合する、ロール単体１、２の継ぎ合せ部 内面に設けた環状の凹部１４によって行われている。また、筒体６には、その外 周面に、深さが溝幅方向において徐々に深くなっている、接着剤の滞留用環状溝 ７、８が設けられ、一方、ロール単体１、２には、上記環状溝７、８の浅い部分 に対応して接着剤の注入口９、１０とオーバーフロー口１１、１２とが設けられ ている。ロール単体１、２と筒体６との接着は、図１に示す状態で、注入口９、 １０から接着剤を圧入し、接着剤が空気を追い出しながら環状溝７、８内に充満 し、オーバーフロー口１１、１２からオーバーフローしたところで圧入を止め、 接着剤を固化させることによって行う。

【００２２】

【考案の効果】

この考案のロールは、ＦＲＰからなる少なくとも２本のロール単体を直列に継 ぎ合わせてなり、継ぎ合せ部の内側には、筒体が圧入され、かつ、ロール単体と 接着されているので、５ｍを超えるような長尺のロールでも容易に得られる。も ちろん、ロール単体がＦＲＰであるから、軽量であり、慣性が小さいために、回 転に関して追従性がよく、また、微妙な速度制御も容易で、高速化に十分に対応 できる。また、軽量であるから、交換作業も大変容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のＦＲＰ製ロールの一実施態様を示
す、一部縦断面正面図である。

【符号の説明】

１：ロール単体 ２：ロール単体 ３：ロール本体 ４：ジャーナル ５：ジャーナル ６：筒体 ７：接着剤の滞留用環状溝 ８：接着剤の滞留用環状溝 ９：接着剤の注入口 １０：接着剤の注入口 １１：接着剤のオーバーフロー口 １２：接着剤のオーバーフロー口 １３：環状の凸部 １４：環状の凹部

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維強化プラスチックからなる少なくとも
   ２本のロール単体を直列に継ぎ合わせてなり、継ぎ合せ
   部の内側には、筒体が圧入され、かつ、ロール単体と接
   着されていることを特徴とする繊維強化プラスチック製
   ロール。
2. 【請求項２】筒体が、ロール単体の直径をｄとしたと
   き、ｄ〜３ｄの長さを有する、請求項１の繊維強化プラ
   スチック製ロール。
3. 【請求項３】筒体の外周面に接着剤の滞留用環状溝が設
   けられ、かつ、その環状溝の深さが溝幅方向において徐
   々に深くなっている、請求項１または２の繊維強化プラ
   スチック製ロール。
4. 【請求項４】筒体の端部内面にテーパーが付与され、筒
   体の厚みが端に向かって徐々に薄くなっている、請求項
   １、２または３の繊維強化プラスチック製ロール。