JPH0739797A - ペンキローラー及びペンキローラーを製造するための方法と装置 - Google Patents

ペンキローラー及びペンキローラーを製造するための方法と装置

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JPH0739797A
JPH0739797A JP4020627A JP2062792A JPH0739797A JP H0739797 A JPH0739797 A JP H0739797A JP 4020627 A JP4020627 A JP 4020627A JP 2062792 A JP2062792 A JP 2062792A JP H0739797 A JPH0739797 A JP H0739797A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】熱可塑性のコアをもつペンキローラー及び該ペ
ンキローラーを低コストで連続して製造する方法と装置
を提供する。 【構成】二層のラップ２３，２４を層の表面と接触する
表面のみを加熱したマンドレル１１の上に巻き付け、連
続した無端の均等に熱可塑性のコア構造を形成すること
によって連続的に筒状のプラスチックコアを形成し、最
終又は最終に近い内寸を得るまでコア構造の内面と外面
を冷却し、最終的な所望の寸法にコア構造の内側が収縮
したのち、コア構造の外側表面に相溶性の熱可塑性パイ
ルファブリック４４を熱接着し、使用に供するかさらに
加工するか、状況に応じて連続加工した複合構造を適当
な最終片に分離することによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的にはペンキローラ
ーの分野に関し、より具体的には熱可塑性のコアをもつ
ペンキローラー及び該ペンキローラーを低コストで連続
して製造する方法と装置に関する。最終製品としては、
前以て熱可塑性のコアを形成しておき、これにパイル布
のカバーを連続加工工程で直接に接着したペンキローラ
ーが得られる。
【０００２】
【従来の技術】現在広く使用されているパイルファブリ
ックのペンキローラーを製造する方法としては二つあ
り、それぞれ違ってはいるが使用可能な製品を製造して
いる。第一の方法では、前以て押出成型したコアブラン
クに接着剤を塗布したのち、ストリップ状のパイルファ
ブリックを接着剤のついたコアブランクに巻き付ける。
接着剤が固着したのち、もしくは少なくともパイルファ
ブリックと接着剤の間にしっかりした結合が形成された
後、コアブランクを所望の長さの片に切断し、これをパ
イルファブリックの端をトリムするなど、さらに加工し
たりしなかったりする。しかしこの方法には、次のよう
な欠陥がある。例えば、（ａ）コアとパイルファブリッ
クのみを使用する方法に比べて、構成部品がコアと接着
剤とパイルファブリックの三つになるため経費がかさみ
と複雑になって、製造を中断する可能性が増える、
（ｂ）ばらばらの長さの、プレフォームし硬化させたコ
アを使用する必要があるため端でロスが出て、スクラッ
プロスがかなりになる、（ｂ）に加え、前以て押出成型
したのち冷却した、つまり熱の全然残っていないコアを
再加熱して接着剤を塗布しなければならないため、製造
コストが高い、（ｃ）プレフォームしたコアをストック
しておかねばならないため在庫コストがかさむ 、（ｅ）
製造したローラーカバーは有機のペンキ溶剤にしか使用
できない。また、接着剤の加工特性を最適化し塗布のた
めの特殊な装置を最適に保持するのは、とりわけ面倒で
ある。
【０００３】第二の方法は、米国特許第4,692,975号等
に開示されたているが、ここでは熱可塑性の裏材料とと
もに形成したパイルファブリックに直接、相溶性のある
熱可塑性のコアブランクを取り付けるため、接着剤の使
用に伴うコストや操業上の欠陥はない。接着剤を使用し
ないということは、通常使用される熱可塑性材料が従来
使用されている接着剤系の組成よりも、ペンキの溶剤に
たいする耐性が高いため、非常に有利である。通常接着
できる熱可塑性材料はペンキ溶剤にたいする耐性が低
い。接着剤を使用するシステムに比べこの方法はかなり
有利であるとはいえ、連続工程でないため最適な結果が
常に得られるとは限らない。例えば、この方法において
は、プレフォームし硬化させたコアブランクは、長さが
ばらばらの状態で使用される。そのため、コアブランク
にパイルファブリックを巻きつけた後、機能的に使用可
能な製品を得るため切断せねばならず、両端でスクラッ
プがでるのは避けられず、他の点では完全に形成されて
いる製品の一端又は両端を切り取るためコアとパイルフ
ァブリックの両方を無駄にすることになる。さらに、パ
イルファブリックを取り付けるに先だってコアとブラン
クの接着をよくするため、コアブランクを室温その他の
低温状態から加熱せねばならず、コアブランクには熱が
残っていないため、エネルギーがかなり必要である。
【０００４】加熱したコアにパイルファブリックを取り
付けるための方法が幾つか提案されている。例えば、仏
国特許第2、093、060号においては、押出成型したばかり
の高温のコアにパイルファブリックを取り付ける方法が
開示されているが、こうした方法はいまだかつて実用に
なったことがない。多分、十分に加熱したコアブランク
に低温（つまり室温）のパイルファブリックを取り付け
ることから不可避的に生ずる収縮の差を制御する事に伴
う問題が原因と思われる。
【０００５】
【実施例】添付の図面中、同じ参照番号は、同じ部品を
表す。まず第一図において、ペンキローラーを連続製造
する本システムは、一般的に参照番号１０で表す。シス
テムは、円形のマンドレル１１をもち、この図面では回
転しないように固定してある。マンドレルは、参照番号
１２で表す内部冷却システム以外は、中実になってい
る。冷却システムは、ヘッダーブロック１４に連結する
冷却液導入口１３を含み、ヘッダーブロック１４の縁か
らマンドレルの内部冷却システム１５が第一図の左方向
にのびている。内部冷却システムは、導入ライン１６と
戻りライン１７をもち、システムの端の部分は参照番号
１８で表す。この実施例では、導入ライン１６と戻りラ
イン１７は中実のマンドレル１１の内側に形成した単純
に平行な通路であり、内部冷却システムの端部でもある
ベント１９により連結されている。戻りライン１７の戻
り端は、冷却システムヘッダーブロック１４に連結して
おり、昇温した冷却液は第１図の右側の排出ラインまた
はテークアウエイーライン２０をへてシステムから排出
される。マンドレルの端部は、２１で表す。
【０００６】熱可塑性材料の一対のストリップ又はパイ
ル２３、２４がマンドレル１１の周囲に重ねて巻き付け
られているが、第二図で一番よく解る。各層の下側は加
熱手段２５、２６によって加熱されていて、層同士が接
触して係合すると、加熱された表面が互いに接触するこ
とになり一方の層と他方の層との結合が始まる。図示し
た実施例では層は、厚さが約0.02インチ、幅約2-3/4イ
ンチの汎用ポリプロピレンでできている。上の層２３の
内径が大きいため幅も下層よりもわずかに、例えば１％
ほど大きい方が好ましいが、この幅の違いは正確には層
の厚さとマンドレルへの送り角度、平滑な表面を製造す
るための装置の固有の条件によって決まる。こうした条
件は、全て、本分野の専門家には明白であって、調整に
よって決定することができる。汎用のポリプロピレンが
説明上使われているが、熱を加えたときに互いに強力に
結合することができ、コア構造とパイルファブリックの
裏材料との間にしっかりした結合を形成する意味で後に
取りつけるパイルファブリックと相溶性をもつものであ
りさえすれば、どのような熱可塑性材料であってもかま
わない。
【０００７】各層が熱可塑性材料でできており、互いに
接着させて冷却済みのマンドレルに取り付ける前に加熱
されている関係上、マンドレルによって冷却されるにつ
れ層は収縮しそれぞれのラップは互いに堅く溶融する。
この事実の認識とこれに続く物理的な寸法の変化を調整
したことが、本発明を従来技術と分けることになった。
本発明においては、上記の変化と物理的寸法は、マンド
レル１１のサイズと外形を変化させることによって調整
されている。一般に２８で表されるマンドレルの第一の
断面において、マンドレルの外側寸法は、一定の直径を
もつことが好ましい。一般に２９で表す第二の断面にお
いては、外側寸法は総じて左方向に向かって先細りにな
っており、３０で表す第三の断面においてはテーパ部分
の端部２９において直径が最小になっている。冷却シス
テム１２が連続的に運転されるので、加熱され寸法が大
きくなった層２３、２４が連続的に冷却され、物理的寸
法は連続的に収縮することになる。
【０００８】つるまきベルト駆動３２が多層コア構造を
まず始動させ、ひいては複合コアーファブリック構造を
工程が完了するまで左方向に動かす。ベルト駆動は公知
のフオード駆動システムであってよく、一対の直立した
シリンダー３３、３４と無端駆動ベルト３５とを含み、
少なくともシリンダーのひとつを駆動シリンダーとす
る。一対の押えローラー３６、３７によって駆動ベルト
３５がマンドレルの周囲に少なくとも３６０度巻き付け
られてコア及びコアーファブリック構造がスリップする
事なく確実に回転できるように、駆動ベルトとコア構造
の間に適当な摩擦係合が生じさせ、これにより確実で容
易に制御可能な駆動動作がおこなわれる。かくて、工程
の速度はストリップ材料を源から引き出すのをふくめ
て、すべてベルト駆動操作を制御するだけ制御できるこ
とになる。
【０００９】ベルト駆動３２の効果により第一図に示す
ように左方向に、多層になったコア構造が動くと、外側
の表面は外部冷却手段４０によって冷却される。好まし
い実施例においては、複数の散水スプリンクラーをもつ
特別の冷却手段４０がコアの上に直接冷却水を送る。こ
の結果、比較的急激に収縮効果が生じ、コア構造をマン
ドレル１１の上に結合する。しかし、マンドレルの第２
断面に上記の先細り構造があるため、運転を妨げるほど
コア構造２９がマンドレルに結合してしまうことはな
い。この時点で多層コア構造の表面を冷却するので、ベ
ルト駆動が過熱することなく操作できる。その結果、表
面がなめらかで実質的に応力がかからないコア構造がマ
ンドレル１１の左端２１からでてくることになる。上記
より明白なように、マンドレルの先細りの度合いと冷却
手段に入ってくるコア構造の温度により決まる運転限界
の範囲内で冷却システムが調整され適正な操作がおこな
われ、システム全体が効率よく操業できる。実施例のひ
とつでは、第一図の右端の外側の直径が約1.5インチで
あるマンドレルが約１ヤードの長さでて約１％緩やかに
直径が減少している。
【００１０】コア構造とパイルファブリックの結合若し
くは溶融は、コア構造がベルト駆動システム３２を離れ
てから始まる。より詳細にいえば、パイルファブリック
をコア構造に取り付ける直前に、表面加熱手段４１、４
２によってコア構造の露出している表面を加熱する。一
対のガスリボンバーナーが加熱手段４１、４２として使
用されているが、バーナーの炎の角度は加熱効果を最適
化するように調整される。コア構造とバーナーの間隔は
無論変えることができるが、実施例のひとつでは約1/2
インチの間隔が適当であった。バーナー４１、４２がコ
アブランクを完全に加熱することは、必要でもないし意
図されてもいない。目的としているのは、コアブランク
が後に取り付けられるファブリックとの結合を確実にす
るに十分なだけ加熱されることである。実際上、完全に
加熱することは望ましくない。
【００１１】パイルファブリックは４４で表すように、
ストリップ状のものをコア構造に取り付ける。ストリッ
プ状のファブリックの裏側は、コア構造の加熱された外
側表面と相溶性があるので、ファブリックとコア構造の
間の結合は非常に早く形成され、その結果一体構造が形
成される。高温のコア構造と室温のストリップ状ファブ
リックとの結合はエネルギーを消費するので、二つの間
の接合部は非常に急激に冷却して部分的または完全に凝
固される。ともかく、このようにして形成された接合部
の強さは後の下流での取り扱い上の応力に耐えるに充分
なものである。複合コアーファブリック構造ができあが
りマンドレル端部２１を通過した後、切断手段がそれま
で連続した構造として製造されていたものを別々のユニ
ットに切断する。この例では、切断手段は走行切断のこ
であって（ａ）第二図では、矢印４７で表す複合構造の
下流方向の進行方向に動き、（ｂ）下流方向にたいして
直角の方向、つまり第１図の矢印４８、マンドレル１１
の軸に直角の切断運動をする。
【００１２】ペンキローラーの右端は、第一図と第二図
において左側に示す。切断のこ４６で切断して完成した
ペンキローラーを販売用に包装し、若しくは、端をトリ
ミングするなど商業的に必要なまたは最終目的に合致し
た処理をさらに行う。第三図は二つの層２３、２４が重
ね合わされた後の状態を示すが、突き合わせた面にかか
っている熱エネルギーで二つの層が完全に溶融／結合す
る前の状態である。
【００１３】これに対して、第四図では溶融／結合が完
成されており、それぞれの層が互いに一体に結合されて
いるので二つの層のあいだの区画線がはっきりしなくな
っている。この時点では、パイルファブリック４４が今
や一体になったコアに同じように結合しており、コアと
パイルファブリックとの間の区画線が総じて識別できな
くなっている。
【００１４】上記から明らかなように、接着剤をつかわ
ずに表面ファブリックと結合させたコアをもつペンキロ
ーラーが連続工程によって製造される。従来のフェスツ
ーン・フィーディングアセンブリの使用によって、層２
３、２４とファブリック４４の材料の端を接合して連続
したリボン状にすることによって材料の供給を際限なく
行うことができる。その結果、コア層とパイルファブリ
ックの接合部の質にもよるが、本システムは原材料と電
力の供給が続く限り、中断せずに操業することができ
る。さらに、コアは層が互いに平行にむいているので、
オーバーレード構造独特の強度ももつ。本発明は好まし
い実施例のみを記述し図示したが、本発明の精神と範囲
を逸脱する事なく、変更が可能なことは本分野の専門家
には明白である。それゆえ、関連先行技術に照らして考
える際、本発明は、上記の例示的な記述に限定されず、
添付の特許請求の範囲にのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】 本発明は添付の図面により図式的に説明されているが、
図面中、
【図１】接着剤なしにペンキローラーを連続的に製造す
るための本発明にかかるシステムの概略側面図である。
【図２】第一図のシステムの概略上面図である。
【図３】二つのコアの層が重なりあうように載置されて
はいるが、溶融がまだ完全に行われていない状態のマン
ドレルの断面図である。
【図４】マンドレルとペンキローラーの断面図であっ
て、パイルファブリックがコア構造の上に重ねられてお
り、この時点ではまだ連続しているペンキローラーブラ
ンクは、切断に先だってマンドレルの端から外されてい
ない状態にある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド アール．デロー アメリカ合衆国 53186 ウイスコンシン 州、ウォウクシャウエスト 259 サウス 6790 ブロック コート (72)発明者 ジェラルド ディー．ヴァンジーランド アメリカ合衆国 53151 ウイスコンシン 州、ニューベルリン ウエスト メイロア ー ドライヴ 15255番地

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 筒状のコアと該筒状のコアの上のファブ
    リックのカバーを含むペンキローラーにおいて、筒状の
    コアが熱可塑性の材料から形成され、筒状コアの上方表
    面部分を熱軟化させることによってファブリックカバー
    がコアにたいして熱溶融することからなる改良。
  2. 【請求項２】 筒状コアが少なくとも二つの螺旋状に巻
    き付けた層ストリップから形成されることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項に記載のペンキロ ーラー。
  3. 【請求項３】 ファブリックカバーがコアの表面全体に
    わたって熱溶融されていて接着剤を使用せずにすむ事を
    特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のペンキローラ
    ー。
  4. 【請求項４】 コアの半径方向の最も内側にある部分が
    ある一定の方向に向けられており、半径方向最も外側の
    部分が最も内側の部分の上に重ね合わせられていてほぼ
    同じ方向をむいているような、総じて一体の構造である
    ことを特徴特徴する特許請求の範囲第３項に記載のペン
    キローラー。
  5. 【請求項５】 ファブリックカバーがパイルファブリッ
    クをつけたファブリックの裏材料を含み、ファブリック
    の裏材料が熱可塑性の材料で構成されていることを特徴
    とする特許請求範囲第４項に記載のペンキローラー。
  6. 【請求項６】 筒状コアがポリプロピレンからなること
    を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載のペンキロー
    ラー。
  7. 【請求項７】 筒状コアの二つの半径方向の部分がペン
    キローラーの隣接する部分にたいして熱溶融によって熱
    相溶性であることを特徴とする特許請求の範囲第４項に
    記載のペンキローラー。
  8. 【請求項８】 ペンキローラーを作成する方法におい
    て、出来上がったコアを連続的に下流方向に進ませなが
    ら、ストリップコア材料をそのの周囲に巻き付けること
    によって連続した筒状コアを形成すること、該連続した
    コアを排出箇所に向けて進ませながら、形成されたコア
    の外側を加熱すること、該コアを進ませながら、筒状コ
    アの加熱した表面の周囲にストリップ状のファブリック
    材料を巻き付ける事によって連続した筒状コア上にファ
    ブリックカバーを形成して連続したペンキローラー構造
    を形成すること、からなる方法。
  9. 【請求項９】 筒状コアが該コアに巻き付けた少なくと
    も二つストリップ状材料からなり、半径方向の最も外側
    のストリップが半径方向最も内側のストリップの上に重
    ね合されていることを特徴とする特許請求の範囲第８項
    に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 半径方向最も外側のストリップが半径
    方向最も内側のストリップの上に重ね合わされているこ
    と、半径方向最も外側のストリップが半径方向最も内側
    のストリっプとほぼ同じ方向を向いていることを特徴と
    する特許請求の範囲第９項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 互いに接触するコアのストリップの面
    を接触の前に加熱して互いの接触表面同士の熱溶融を確
    実にする事を特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の
    方法。
  12. 【請求項１２】 形成された筒状コアが駆動手段と係合
    するために適当な温度まで冷却されること、表面が冷却
    された筒状コアがファブリックカバーを筒状コアに取り
    付ける直前に加熱されることを特徴とする特許請求の範
    囲第１１項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 個々のペンキローラーが、ペンキロー
    ラー構造を下流方向に移動させながら該連続したペンキ
    ローラー構造から所望の部分を切りとることによって形
    成されることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載
    の方法。
  14. 【請求項１４】 該連続したペンキローラー構造の所望
    の部分を切り離す事を、該連続ペンキローラー構造が完
    成した後に行う事を特徴とする特許請求の範囲第１３項
    に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 ストリップを互いに結合するのに十分
    の熱の存在下において、連続的に形成されたコアを下流
    方向に進めながら、コア材料の複数のストリップを筒状
    コアに巻き付けることによって連続した筒状コアを形成
    することを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の方
    法。
  16. 【請求項１６】 (i) 形成されたコア構造に熱を加えて
    内径を縮小するに先立って、および、(ii)連続した筒状
    コアの形成の後に、形成されたコア構造の表面を冷却す
    る工程をさらに含む事を特徴とする特許請求の範囲第１
    ５項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 筒状コア構造が、ベルト駆動と筒状コ
    ア構造との摩擦係合によって下流方向に連続して送られ
    ている事を特徴とすつ特許請求の範囲第１５項に記載の
    方法。
  18. 【請求項１８】 連続した筒状コアの形成と形成したコ
    ア構造の表面の冷却の後、かつ、形成されたコア構造の
    表面加熱に先立って、筒状コアに駆動力をかける事を特
    徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 接触させる時に、重なり合い突き合わ
    せになるラップ表面が昇温状態になるようにストリップ
    状原材料をラップ状になるようにまきつけて複数の層と
    したものから連続した筒状コアを形成するための手段
    と、該連続した筒状コアを下流方向に動かす手段と、該
    連続した筒状コアが下流方向に動くにつれて、半径内側
    方向への収縮を調整する手段と、該コア構造が下流方向
    に動くにつれ該連続した筒状コア構造の上にファブリッ
    クカバーを形成しこれによって連続したペンキローラー
    ブランクを形成するための手段と、該ブランクが下流方
    向に動くにつれて該ペンキローラーブランクを個別の部
    分に切断するための手段とを含む、ペンキローラーを形
    成するための装置。
  20. 【請求項２０】 ストリップ原材料の複数の層から連続
    した筒状コアを形成するための手段が、該移動手段によ
    って筒状コアが下流方向に移動するにつれその周囲にス
    トリップ原材料が巻き付けられるマンドレルであって、
    下流方向への移動に伴って該連続筒状コアの半径内側方
    向への収縮を調整するための手段が、形成されたコアの
    下流方向への運動速度との関連で、連続したコア構造
    が、その最終的な収縮した外形を得るにいたるに十分だ
    け、マンドレルの直径をその一部の長さにわたって徐々
    に減少させる事からなることを特徴とする特許請求の
    第１９項に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 ストリップ原材料の供給源のそれぞれ
    と連結した加熱手段をさらに含み、該加熱手段のそれぞ
    れが一方のストリップ供給原材料の表面に接触する他方
    のストリップ供給原材料の表面を加熱するに適した位置
    にあることを特徴とする特許請求の範囲第１９項に記載
    の装置。
  22. 【請求項２２】 マンドレルの中にあり、ファブリック
    ストリップがコア構造に取り付られる部分のある一点で
    内側から外側に向けて連続したコア構造を冷却するため
    の第１の冷却手段と、ストリップ原材料の複数の層が互
    いに結合される部分のすぐ下流に位置して多層のストリ
    ップ原材料の温度が相溶性レベルになるように、移動手
    段に連結した駆動ベルトの駆動に関連させて、冷却する
    ための第２の冷却手段とをさらに含む事を特徴とする特
    許請求の範囲第１９項に記載の装置。
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