JPH07206241A - 繊維強化金属製ロール及び該ロールを用いた巻取装置 - Google Patents
繊維強化金属製ロール及び該ロールを用いた巻取装置Info
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- JPH07206241A JPH07206241A JP6006430A JP643094A JPH07206241A JP H07206241 A JPH07206241 A JP H07206241A JP 6006430 A JP6006430 A JP 6006430A JP 643094 A JP643094 A JP 643094A JP H07206241 A JPH07206241 A JP H07206241A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウムと同等以上の軽量性を有すると
共に、鉄製ロールと同程度の高剛性を有し、かつ、ロー
ル被覆層の形成過程において加熱温度の制約を受けない
耐熱性のある繊維強化金属製ロールを提供する。 【構成】 ロール本体であるパイプ又は中実軸１は、ア
ルミニウム、アルミニウム合金等からなるマトリックス
金属１ａが黒鉛化炭素繊維１ｂにて強化された繊維強化
金属であり、このパイプ１の両端に金属製のヘッダ２を
固定する。そして、ロール本体の表面に、例えば、ゴ
ム、合成樹脂、金属メッキ層または金属溶射層からなる
被覆層３（マトリックス金属１ａとは異なる材質のも
の）を形成して、本発明の繊維強化金属製ロールを構成
する。
共に、鉄製ロールと同程度の高剛性を有し、かつ、ロー
ル被覆層の形成過程において加熱温度の制約を受けない
耐熱性のある繊維強化金属製ロールを提供する。 【構成】 ロール本体であるパイプ又は中実軸１は、ア
ルミニウム、アルミニウム合金等からなるマトリックス
金属１ａが黒鉛化炭素繊維１ｂにて強化された繊維強化
金属であり、このパイプ１の両端に金属製のヘッダ２を
固定する。そして、ロール本体の表面に、例えば、ゴ
ム、合成樹脂、金属メッキ層または金属溶射層からなる
被覆層３（マトリックス金属１ａとは異なる材質のも
の）を形成して、本発明の繊維強化金属製ロールを構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速印刷機、フィルム
コーティングマシン等の業界において用いられている、
例えば、コンタクトロール、搬送ロール、ニップロール
等の高速回転ロールの改良に関する。
コーティングマシン等の業界において用いられている、
例えば、コンタクトロール、搬送ロール、ニップロール
等の高速回転ロールの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高速印刷機、フィルムコーティン
グマシン等の業界においては、紙、フィルム等のシート
状物の搬送ロール、ニップロールや、巻取機のコンタク
トロールに、ゴム、合成樹脂等で表面が被覆された高速
回転するロールが多数用いられている。これらの高速回
転ロールは、強制回転される場合と従動回転される場合
とがあるが、いずれのものも昇降速時あるいは定常運転
時にシート状物との間に生じるスリップを小さくし、シ
ート状物から伝播する振動に対して追随性を上げるため
にロール自体を軽量化することが要求される。また、荷
重に耐えるためにできるだけ曲げ剛性が高いことが要求
され、更に装置のコンパクト化の要請から小径化も要求
され、上記高剛性化の要求に拍車がかけられている。こ
のような諸要求に応える従来ロールとしては、材料が鉄
に比べて比較的軽量であるアルミニウムをロールの芯材
とし、その表面にゴムや合成樹脂等を被覆したものが用
いられている。しかし、アルミニウムのヤング率は、約
７０００ｋｇ／ｍｍ2 であり、鉄のヤング率２１０００
ｋｇ／ｍｍ2 に比べて大幅に低いため、小径化に対応で
きず、軽量化にも限界があった。このような問題に対し
て、実公平２−１１４０７号公報では、繊維強化樹脂製
パイプの表面にゴムまたは合成樹脂が被覆されたロール
を、また、実公平２−３２４３１号公報では、同様に繊
維強化樹脂製パイプの表面に金属メッキを施したロール
が提案されている。
グマシン等の業界においては、紙、フィルム等のシート
状物の搬送ロール、ニップロールや、巻取機のコンタク
トロールに、ゴム、合成樹脂等で表面が被覆された高速
回転するロールが多数用いられている。これらの高速回
転ロールは、強制回転される場合と従動回転される場合
とがあるが、いずれのものも昇降速時あるいは定常運転
時にシート状物との間に生じるスリップを小さくし、シ
ート状物から伝播する振動に対して追随性を上げるため
にロール自体を軽量化することが要求される。また、荷
重に耐えるためにできるだけ曲げ剛性が高いことが要求
され、更に装置のコンパクト化の要請から小径化も要求
され、上記高剛性化の要求に拍車がかけられている。こ
のような諸要求に応える従来ロールとしては、材料が鉄
に比べて比較的軽量であるアルミニウムをロールの芯材
とし、その表面にゴムや合成樹脂等を被覆したものが用
いられている。しかし、アルミニウムのヤング率は、約
７０００ｋｇ／ｍｍ2 であり、鉄のヤング率２１０００
ｋｇ／ｍｍ2 に比べて大幅に低いため、小径化に対応で
きず、軽量化にも限界があった。このような問題に対し
て、実公平２−１１４０７号公報では、繊維強化樹脂製
パイプの表面にゴムまたは合成樹脂が被覆されたロール
を、また、実公平２−３２４３１号公報では、同様に繊
維強化樹脂製パイプの表面に金属メッキを施したロール
が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来ロールは、いずれもロール本体の材質がいわゆるＦＲ
Ｐ製であるために耐熱性の点で問題があった。すなわ
ち、ＦＲＰの実用耐熱温度は、エポキシ樹脂の場合、１
００〜１２０℃、ナイロン樹脂の場合は、１５０〜１７
０℃程度であるため、２００℃以上の高温下では、ヤン
グ率の低下等の問題があり、実用が困難である。また例
えばゴムをライニングする場合、加硫温度が１３０〜１
７０℃であり、また金属メッキを行う場合、マトリック
スが絶縁体の樹脂で導電抵抗が高いため、直接メッキす
ることが難しい。したがって無電解メツキ処理になる
が、その前処理として１５０℃以上の電解液に浸す必要
がある。即ち耐熱性の低いＦＲＰに対してはゴムライニ
ングや金属メッキのようなロール表面への被覆処理は難
しいという問題がある。
来ロールは、いずれもロール本体の材質がいわゆるＦＲ
Ｐ製であるために耐熱性の点で問題があった。すなわ
ち、ＦＲＰの実用耐熱温度は、エポキシ樹脂の場合、１
００〜１２０℃、ナイロン樹脂の場合は、１５０〜１７
０℃程度であるため、２００℃以上の高温下では、ヤン
グ率の低下等の問題があり、実用が困難である。また例
えばゴムをライニングする場合、加硫温度が１３０〜１
７０℃であり、また金属メッキを行う場合、マトリック
スが絶縁体の樹脂で導電抵抗が高いため、直接メッキす
ることが難しい。したがって無電解メツキ処理になる
が、その前処理として１５０℃以上の電解液に浸す必要
がある。即ち耐熱性の低いＦＲＰに対してはゴムライニ
ングや金属メッキのようなロール表面への被覆処理は難
しいという問題がある。
【０００４】本発明の目的とするところは、アルミニウ
ム製ロールと同等以上の軽量性を有すると共に、鉄製ロ
ールと同等程度の高剛性を有し、かつ、ロール被覆層の
形成過程及びその使用雰囲気条件において少なくとも３
００℃以下の温度では、その温度の制約を受けない耐熱
性のある繊維強化金属製ロール及びそのロールを用いた
巻取機を提供することにある。
ム製ロールと同等以上の軽量性を有すると共に、鉄製ロ
ールと同等程度の高剛性を有し、かつ、ロール被覆層の
形成過程及びその使用雰囲気条件において少なくとも３
００℃以下の温度では、その温度の制約を受けない耐熱
性のある繊維強化金属製ロール及びそのロールを用いた
巻取機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る繊維強化金属製ロールは、マトリック
ス金属が黒鉛化炭素繊維にて強化された金属製パイプま
たは金属製中実軸の表面に、前記マトリックス金属とは
異なる材質の被覆層が形成されてなるものである。
め、本発明に係る繊維強化金属製ロールは、マトリック
ス金属が黒鉛化炭素繊維にて強化された金属製パイプま
たは金属製中実軸の表面に、前記マトリックス金属とは
異なる材質の被覆層が形成されてなるものである。
【０００６】ここで、上記パイプまたは中実軸（以下、
ロール本体という）の材料である繊維強化金属を構成す
るマトリックス金属としては、軽量化の観点からアルミ
ニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、チタン、ま
たはこれらの合金を用いるのが好ましい。加工性と耐熱
性を重視する場合は、鉄、銅等の金属を用いてもよい。
強化繊維となる黒鉛化炭素繊維は、炭化焼成された炭素
繊維を更に２０００℃以上で黒鉛化焼成することにより
得られた繊維である。そして上記黒鉛化炭素繊維にマト
リックス金属を含浸させて黒鉛化炭素繊維強化金属を得
る方法としては、例えば高圧鋳造法、化学蒸着法等の公
知の方法により、一方向配向状態や織物または編み物の
状態の黒鉛化炭素繊維を、繊維含有率Ｖｆが３０〜７５
％、より好ましくはＶｆが５０〜７０％となるように含
浸させで製造する。Ｖｆが３０％未満となると剛性に欠
け、７５％を越えると炭素繊維間を結合するマトリック
スが少なすぎて繊維の結束力が低くなり好ましくないか
らである。
ロール本体という）の材料である繊維強化金属を構成す
るマトリックス金属としては、軽量化の観点からアルミ
ニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、チタン、ま
たはこれらの合金を用いるのが好ましい。加工性と耐熱
性を重視する場合は、鉄、銅等の金属を用いてもよい。
強化繊維となる黒鉛化炭素繊維は、炭化焼成された炭素
繊維を更に２０００℃以上で黒鉛化焼成することにより
得られた繊維である。そして上記黒鉛化炭素繊維にマト
リックス金属を含浸させて黒鉛化炭素繊維強化金属を得
る方法としては、例えば高圧鋳造法、化学蒸着法等の公
知の方法により、一方向配向状態や織物または編み物の
状態の黒鉛化炭素繊維を、繊維含有率Ｖｆが３０〜７５
％、より好ましくはＶｆが５０〜７０％となるように含
浸させで製造する。Ｖｆが３０％未満となると剛性に欠
け、７５％を越えると炭素繊維間を結合するマトリック
スが少なすぎて繊維の結束力が低くなり好ましくないか
らである。
【０００７】ロール本体の外周に形成される被覆層の材
質としては、ゴム、合成樹脂、セラミックスまたは金属
が好ましい。但し、被覆層の材質は、上記マトリックス
金属とは異なる材質のものを用いる。その理由は、ロー
ルとしての表面材質は、当然に被覆層で決定されるから
であり、マトリックス金属と同質では被覆層を設ける意
味がないからである。そこで被覆層がゴムの場合は、Ｎ
ＢＲ、クロロプレン、シリコンゴム、ポリウレタンゴ
ム、ブチルゴム等を被覆することができ、その被覆方法
は公知の方法でよい。被覆層が合成樹脂の場合は、例え
ば、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の各種の材質の
ものを用途に応じて使用することができ、ロール本体と
の被覆容易性から言うと、ロール本体の材質がアルミニ
ウムの場合にはポリアミド樹脂が、チタン合金の場合に
はポリイミド樹脂を使用するのが機能材としての効果が
高くなるのでより好ましい。被覆層が金属の場合は、例
えば金属メッキ層、金属溶射層があり、前者の金属メッ
キ層の場合は、例えばＨＣｒ、Ｐｂ−Ｎｉ等をメッキ材
料とする無電解メッキ方等の電気メッキ法や真空蒸着法
を、後者の金属溶射層の場合は、例えばアルミニウム、
ニッケルアルミニウム、クロム、亜鉛、モリブデン等の
金属や、アルミナ、アルミナチタニア、ジルコニア、窒
化ケイ素等のセラミックスを溶射材料とする火炎溶射法
やプラズマ溶射法を用いることができる。なお、被覆層
の厚さは、ロールの用途にもよるが、金属メッキ、金属
溶射被覆層で０．０２〜０．０５ｍｍ、合成樹脂被覆層
で０．５〜２０ｍｍ程度が好ましい。上記各種の被覆層
を形成した後は、その外周面に旋盤、研削、研磨加工等
を施し、最終的に平滑面仕上げを行なう。
質としては、ゴム、合成樹脂、セラミックスまたは金属
が好ましい。但し、被覆層の材質は、上記マトリックス
金属とは異なる材質のものを用いる。その理由は、ロー
ルとしての表面材質は、当然に被覆層で決定されるから
であり、マトリックス金属と同質では被覆層を設ける意
味がないからである。そこで被覆層がゴムの場合は、Ｎ
ＢＲ、クロロプレン、シリコンゴム、ポリウレタンゴ
ム、ブチルゴム等を被覆することができ、その被覆方法
は公知の方法でよい。被覆層が合成樹脂の場合は、例え
ば、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の各種の材質の
ものを用途に応じて使用することができ、ロール本体と
の被覆容易性から言うと、ロール本体の材質がアルミニ
ウムの場合にはポリアミド樹脂が、チタン合金の場合に
はポリイミド樹脂を使用するのが機能材としての効果が
高くなるのでより好ましい。被覆層が金属の場合は、例
えば金属メッキ層、金属溶射層があり、前者の金属メッ
キ層の場合は、例えばＨＣｒ、Ｐｂ−Ｎｉ等をメッキ材
料とする無電解メッキ方等の電気メッキ法や真空蒸着法
を、後者の金属溶射層の場合は、例えばアルミニウム、
ニッケルアルミニウム、クロム、亜鉛、モリブデン等の
金属や、アルミナ、アルミナチタニア、ジルコニア、窒
化ケイ素等のセラミックスを溶射材料とする火炎溶射法
やプラズマ溶射法を用いることができる。なお、被覆層
の厚さは、ロールの用途にもよるが、金属メッキ、金属
溶射被覆層で０．０２〜０．０５ｍｍ、合成樹脂被覆層
で０．５〜２０ｍｍ程度が好ましい。上記各種の被覆層
を形成した後は、その外周面に旋盤、研削、研磨加工等
を施し、最終的に平滑面仕上げを行なう。
【０００８】
【作用】本発明の繊維強化金属製ロールによれば、ロー
ル本体がＦＲＰ製の従来ロールと異なり、マトリックス
金属が例えばアルミニウム等を主体とする繊維強化金属
から構成されているので、軽量であることは勿論のこと
として曲げ弾性率等の剛性が格段に高く、被覆層の形成
過程において従来ロールに見られたような温度の制約を
ほとんど受けない。
ル本体がＦＲＰ製の従来ロールと異なり、マトリックス
金属が例えばアルミニウム等を主体とする繊維強化金属
から構成されているので、軽量であることは勿論のこと
として曲げ弾性率等の剛性が格段に高く、被覆層の形成
過程において従来ロールに見られたような温度の制約を
ほとんど受けない。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、繊維強化金属ロールの縦断面図、図２
は、図１のロールのＡ−Ａ断面図である。図において１
は、アルミニウム合金をマトリクス金属１ａとし、黒鉛
化炭素繊維を強化繊維１ｂとする繊維強化金属製のロー
ル本体であり、厚肉のパイプ状に形成されている。２
は、ロール本体１の両端に嵌合、固定された、材質が炭
素鋼Ｓ４５Ｃからなるヘッダ、３は、ロール本体１の外
周面に形成された、材質がアルミナからなるセラミック
溶射層である。
明する。図１は、繊維強化金属ロールの縦断面図、図２
は、図１のロールのＡ−Ａ断面図である。図において１
は、アルミニウム合金をマトリクス金属１ａとし、黒鉛
化炭素繊維を強化繊維１ｂとする繊維強化金属製のロー
ル本体であり、厚肉のパイプ状に形成されている。２
は、ロール本体１の両端に嵌合、固定された、材質が炭
素鋼Ｓ４５Ｃからなるヘッダ、３は、ロール本体１の外
周面に形成された、材質がアルミナからなるセラミック
溶射層である。
【００１０】ヘッダ２の外周面は、図示しないベアリン
グが装着できるように外径が所定の公差に加工されてい
る。
グが装着できるように外径が所定の公差に加工されてい
る。
【００１１】上記繊維強化金属製ロールの製造方法は、
まず、炭素鋼製の中子（外径４０ｍｍ）の周囲に炭素繊
維（東レ株式会社製“トレカ”Ｍ４０−６Ｋ−５０Ａ）
束を引き揃えたシート状物を巻き付け、その最外周に編
組（同、トレカ Ｍ４０Ｊ）＃３２４６を被せたプリフ
ォームを、内径が６２ｍｍ長さが９００ｍｍの金型内に
挿入した後、上記アルミニウムの溶湯を約５００ｋｇ／
ｃｍ2 ・Ｇで加圧して鋳造し、一旦外径６２ｍｍ、長さ
８００ｍｍの中実軸を製造した。その後上記中子を脱芯
して外径６２ｍｍ、内径４０ｍｍの炭素繊維強化金属パ
イプを形成した後、最終的に外表面を切削加工して外径
６０ｍｍ、内径４０ｍｍ、長さ８００ｍｍのロール本体
１とした。そして、その両端に長さが５０ｍｍのヘッダ
２を圧入し固定した。次に、ロール本体外周面にアンカ
ー効果を与えるため、サンドブラスト加工を施して深さ
が０．１〜０．５ｍｍ程度のサンドブラスト層１ｃを形
成した。そしてこの上から平均粒径が１５μｍの前記ア
ルミナ粉末を溶射し、厚みが５００μｍｍのアルミナ溶
射層３を形成した。最後に被覆層３とヘッダ２の両外周
面を研削加工し、外径を正確に６０．５ｍｍに加工し
た。
まず、炭素鋼製の中子（外径４０ｍｍ）の周囲に炭素繊
維（東レ株式会社製“トレカ”Ｍ４０−６Ｋ−５０Ａ）
束を引き揃えたシート状物を巻き付け、その最外周に編
組（同、トレカ Ｍ４０Ｊ）＃３２４６を被せたプリフ
ォームを、内径が６２ｍｍ長さが９００ｍｍの金型内に
挿入した後、上記アルミニウムの溶湯を約５００ｋｇ／
ｃｍ2 ・Ｇで加圧して鋳造し、一旦外径６２ｍｍ、長さ
８００ｍｍの中実軸を製造した。その後上記中子を脱芯
して外径６２ｍｍ、内径４０ｍｍの炭素繊維強化金属パ
イプを形成した後、最終的に外表面を切削加工して外径
６０ｍｍ、内径４０ｍｍ、長さ８００ｍｍのロール本体
１とした。そして、その両端に長さが５０ｍｍのヘッダ
２を圧入し固定した。次に、ロール本体外周面にアンカ
ー効果を与えるため、サンドブラスト加工を施して深さ
が０．１〜０．５ｍｍ程度のサンドブラスト層１ｃを形
成した。そしてこの上から平均粒径が１５μｍの前記ア
ルミナ粉末を溶射し、厚みが５００μｍｍのアルミナ溶
射層３を形成した。最後に被覆層３とヘッダ２の両外周
面を研削加工し、外径を正確に６０．５ｍｍに加工し
た。
【００１２】一方、比較のため、上記繊維強化金属製ロ
ールと全く同一寸法で表面がハードクロムメッキされ
た、材質が炭素鋼Ｓ４５Ｃからなる従来ロールを試作し
た。
ールと全く同一寸法で表面がハードクロムメッキされ
た、材質が炭素鋼Ｓ４５Ｃからなる従来ロールを試作し
た。
【００１３】かくして得られた２本のロールを本発明の
目的である曲げ剛性試験をしたところ、従来ロールは、
曲げ弾性率が２１０００ｋｇ／ｍｍ2 で、比弾性（曲げ
弾性率／比重量）が２．７×１０3 ｍｍであるのに対
し、本実施例ロールの曲げ剛性は、曲げ弾性率が２６０
００ｋｇ／ｍｍ2 で比弾性が１３．０×１０3 ｍｍとな
り、従来ロールに比べて曲げ弾性率が１．２４倍、比弾
性が４．８倍にも向上したものが得られた。
目的である曲げ剛性試験をしたところ、従来ロールは、
曲げ弾性率が２１０００ｋｇ／ｍｍ2 で、比弾性（曲げ
弾性率／比重量）が２．７×１０3 ｍｍであるのに対
し、本実施例ロールの曲げ剛性は、曲げ弾性率が２６０
００ｋｇ／ｍｍ2 で比弾性が１３．０×１０3 ｍｍとな
り、従来ロールに比べて曲げ弾性率が１．２４倍、比弾
性が４．８倍にも向上したものが得られた。
【００１４】次にゴムを被覆した繊維強化金属製ロール
を実際の巻取装置コンタクトロールに用いた例を示す。
コンタクトロールの外形寸法は外径６０ｍｍ、幅８００
ｍｍであり、ゴム材質はＮＢＲ、硬度５０°、ゴム厚み
１０．０ｍｍである。コンタクトロールの目的は、周知
のようにシート状物に随伴してくるエアを排除すること
であり、それを達成するためにコンタクトロールに必要
とされる機能は、まず第１に幅方向に均一に接圧できる
こと、危険速度が高いこと、慣性が小さくて巻き取りロ
ールの動きに良く追随できることなどがあげられる。本
発明の繊維強化金属製ロールの曲げ弾性率は、２６００
０ｋｇ／ｍｍ2 と従来の炭素鋼Ｓ４５Ｃからなるロール
の曲げ弾性率２１０００ｋｇ／ｍｍ2 に比べて２４％も
高いので、接圧１００ｋｇ／ｍのときに本発明の繊維強
化金属ロールの撓みは１６０μｍとなったが、従来の炭
素鋼Ｓ４５Ｃからなるロールの撓みは、２００μｍとな
ったので、本発明のロールの方が撓みが少なく幅方向に
均一に押圧をかけることができる。さらにもう一つの従
来例のＦＲＰ製ロールでは、曲げ弾性率が炭素鋼Ｓ４５
Ｃのそれをこえることは困難でありロールの撓みはより
大きくならざるを得ない。また、比弾性が従来炭素鋼Ｓ
４５Ｃに比べて４．８倍も高いので危険速度は１２６０
／ｍｉｎから２１００ｍ／ｍｉｎと大幅に向上する。特
にこういった細くて長いロールは危険速度の分数調波の
振動が起こりやすいので、少しでも危険速度を上げてお
くことは非常に重要である。さらに比重量に関して言え
ば、本発明のロールの比重量は、炭素鋼Ｓ４５Ｃを使用
した従来ロールに比べて１／３．９なので慣性が小さ
く、巻き取りロールの振動に極めて良く追随できる。以
上から本発明の炭素繊維強化金属製ロールは極めてコン
タクトロールに適している。
を実際の巻取装置コンタクトロールに用いた例を示す。
コンタクトロールの外形寸法は外径６０ｍｍ、幅８００
ｍｍであり、ゴム材質はＮＢＲ、硬度５０°、ゴム厚み
１０．０ｍｍである。コンタクトロールの目的は、周知
のようにシート状物に随伴してくるエアを排除すること
であり、それを達成するためにコンタクトロールに必要
とされる機能は、まず第１に幅方向に均一に接圧できる
こと、危険速度が高いこと、慣性が小さくて巻き取りロ
ールの動きに良く追随できることなどがあげられる。本
発明の繊維強化金属製ロールの曲げ弾性率は、２６００
０ｋｇ／ｍｍ2 と従来の炭素鋼Ｓ４５Ｃからなるロール
の曲げ弾性率２１０００ｋｇ／ｍｍ2 に比べて２４％も
高いので、接圧１００ｋｇ／ｍのときに本発明の繊維強
化金属ロールの撓みは１６０μｍとなったが、従来の炭
素鋼Ｓ４５Ｃからなるロールの撓みは、２００μｍとな
ったので、本発明のロールの方が撓みが少なく幅方向に
均一に押圧をかけることができる。さらにもう一つの従
来例のＦＲＰ製ロールでは、曲げ弾性率が炭素鋼Ｓ４５
Ｃのそれをこえることは困難でありロールの撓みはより
大きくならざるを得ない。また、比弾性が従来炭素鋼Ｓ
４５Ｃに比べて４．８倍も高いので危険速度は１２６０
／ｍｉｎから２１００ｍ／ｍｉｎと大幅に向上する。特
にこういった細くて長いロールは危険速度の分数調波の
振動が起こりやすいので、少しでも危険速度を上げてお
くことは非常に重要である。さらに比重量に関して言え
ば、本発明のロールの比重量は、炭素鋼Ｓ４５Ｃを使用
した従来ロールに比べて１／３．９なので慣性が小さ
く、巻き取りロールの振動に極めて良く追随できる。以
上から本発明の炭素繊維強化金属製ロールは極めてコン
タクトロールに適している。
【００１５】このコンタクトロールを用いてフィルムの
巻き取り試験を行ったところ、次のような結果を得た。
試験条件は、コンタクトロールの面圧を１００ｋｇ／ｍ
に設定し、厚み７μｍ、幅７５０ｍｍのポリエステルフ
ィルムを速度３５０ｍ／ｍｉｎで巻き取って製品ロール
とした。一方、本発明によるコンタクトロールと全く同
じ寸法の従来の炭素鋼Ｓ４５Ｃ製コンタクトロールのも
同一条件で巻き取った。
巻き取り試験を行ったところ、次のような結果を得た。
試験条件は、コンタクトロールの面圧を１００ｋｇ／ｍ
に設定し、厚み７μｍ、幅７５０ｍｍのポリエステルフ
ィルムを速度３５０ｍ／ｍｉｎで巻き取って製品ロール
とした。一方、本発明によるコンタクトロールと全く同
じ寸法の従来の炭素鋼Ｓ４５Ｃ製コンタクトロールのも
同一条件で巻き取った。
【００１６】巻き取り後、それぞれのコンタクトロール
を使用した製品ロールを比較したところ、従来のコンタ
クトロールによる製品ロールは、中央部の随伴気流を十
分にカットできなかったためと製品ロールの偏心に十分
追随できなかったために、数箇所きついシワが発生した
のに対し、本発明による製品ロールにはシワは何ら発生
しなかった。
を使用した製品ロールを比較したところ、従来のコンタ
クトロールによる製品ロールは、中央部の随伴気流を十
分にカットできなかったためと製品ロールの偏心に十分
追随できなかったために、数箇所きついシワが発生した
のに対し、本発明による製品ロールにはシワは何ら発生
しなかった。
【００１７】
【発明の効果】請求項１乃至請求項３の本発明の繊維強
化金属製ロールは、黒鉛化炭素繊維にて強化された金属
製パイプまたは金属製中実軸の表面に、マトリックス金
属とは異なる材質の例えば、ゴム、合成樹脂、または金
属等の被覆層を形成したので、従来のＦＲＰ製ロールに
比べ、弾性率が格段に高く、鉄製ロールと同等程度の弾
性率を発揮でき、しかも小径軽量化が可能である。ま
た、弾性率と比重量の比である比弾性が鉄鋼材の４倍以
上もあり、回転体としても危険速度が高いため、優れた
特性を有する。
化金属製ロールは、黒鉛化炭素繊維にて強化された金属
製パイプまたは金属製中実軸の表面に、マトリックス金
属とは異なる材質の例えば、ゴム、合成樹脂、または金
属等の被覆層を形成したので、従来のＦＲＰ製ロールに
比べ、弾性率が格段に高く、鉄製ロールと同等程度の弾
性率を発揮でき、しかも小径軽量化が可能である。ま
た、弾性率と比重量の比である比弾性が鉄鋼材の４倍以
上もあり、回転体としても危険速度が高いため、優れた
特性を有する。
【００１８】また、ロール本体は、繊維強化金属製であ
るから従来ロールと異なり耐熱性があり、ロール本体の
表面に被覆層を形成する場合や、実際に高温下で使用す
る場合において、従来ロールの場合と異なり２００℃以
上の温度雰囲気下においても何らの障害もなく使用でき
る。したがって、本発明のロールは、極めて適用範囲が
広いものである。
るから従来ロールと異なり耐熱性があり、ロール本体の
表面に被覆層を形成する場合や、実際に高温下で使用す
る場合において、従来ロールの場合と異なり２００℃以
上の温度雰囲気下においても何らの障害もなく使用でき
る。したがって、本発明のロールは、極めて適用範囲が
広いものである。
【００１９】請求項４の本発明の巻取装置は、上記繊維
強化金属製ロールを用いているので曲げ弾性率が高く、
撓みが少ない。したがって、製品ロール表面によく追従
し、危険速度が高く、製品ロールにシワが発生しないと
いう優れた効果を有する。
強化金属製ロールを用いているので曲げ弾性率が高く、
撓みが少ない。したがって、製品ロール表面によく追従
し、危険速度が高く、製品ロールにシワが発生しないと
いう優れた効果を有する。
【図１】本発明に係る繊維強化金属ロールの一実施例の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】図１のロールのＡ−Ａ断面図である。
１………ロール本体（繊維強化金属） １ａ……マトリッス金属 １ｂ……黒鉛化炭素繊維（強化繊維） １ｃ……サンドブラスト層 ２………ヘッダ ３………金属溶射層（被覆層）
Claims (4)
- 【請求項１】 マトリックス金属が黒鉛化炭素繊維にて
強化された金属製パイプまたは金属製中実軸の表面に、
前記マトリックス金属とは異なる材質の被覆層が形成さ
れてなる繊維強化金属製ロール。 - 【請求項２】 前記マトリックス金属の材料は、アルミ
ニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、チタン、ま
たはこれらの合金である請求項１の繊維強化金属製ロー
ル。 - 【請求項３】 前記被覆層は、ゴム、合成樹脂、セラミ
ックスまたは金属である請求項１の繊維強化金属製ロー
ル。 - 【請求項４】 巻取ロールの表面にコンタクトロールを
押圧させながらシート状物をロール状に巻き取る巻取装
置において、前記コンタクトロールとして請求項１の繊
維強化金属製ロールを用いた巻取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006430A JPH07206241A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 繊維強化金属製ロール及び該ロールを用いた巻取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006430A JPH07206241A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 繊維強化金属製ロール及び該ロールを用いた巻取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07206241A true JPH07206241A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11638182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6006430A Pending JPH07206241A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 繊維強化金属製ロール及び該ロールを用いた巻取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07206241A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113800925A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-17 | 艾文斯（焦作）冶金材料有限责任公司 | 一种套管成型工艺 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6118258U (ja) * | 1984-07-09 | 1986-02-01 | 株式会社 小林製作所 | ウエブ搬送用ロ−ル |
| JPS62120445A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-01 | Nippon Carbon Co Ltd | 繊維強化金属複合材料成形品の製造法 |
| JPH02290935A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-30 | Mitsubishi Kasei Corp | 繊維強化金属複合材用予備成形体 |
| JPH03130591A (ja) * | 1989-10-13 | 1991-06-04 | Matsushita Refrig Co Ltd | ロータリコンプレッサ部材 |
| JPH0459547A (ja) * | 1990-06-26 | 1992-02-26 | Diafoil Co Ltd | フィルムの巻取方法 |
-
1994
- 1994-01-25 JP JP6006430A patent/JPH07206241A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0459547A (ja) * | 1990-06-26 | 1992-02-26 | Diafoil Co Ltd | フィルムの巻取方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113800925A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-17 | 艾文斯（焦作）冶金材料有限责任公司 | 一种套管成型工艺 |
| CN113800925B (zh) * | 2021-09-14 | 2022-08-09 | 艾文斯（焦作）冶金材料有限责任公司 | 一种套管成型工艺 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A02 | Decision of refusal |
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