JPH08269886A - 円筒形基体を有するカレンダロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性被膜(3)を備えた円筒形基体(2)を有し、
頑丈できわめて軽いカレンダロールを得ること。 【解決手段】 この基体は薄い非自耐周壁(4)と周壁の
内面に接合される薄肉セル材料からなる支持構造(5)と
を有し、セル(16)を形成する壁の少なくとも一部がほぼ
半径方向に延びていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に弾性被膜を備
えた円筒形基体を有するカレンダロールに関する

【０００２】。

【従来の技術】かかるロールは、紙シートを最終処理し
て、平滑性、光沢、厚さ、嵩等の希望値を得るカレンダ
として利用されるが、合成樹脂フィルム、繊維ウェブ等
の他のシートの処理にも使用することができる。弾性被
膜を備えた軟質ロールが金属製の硬質ロールとの間で仕
事間隙を形成したとき、硬質ロールの表面は実質的にシ
ートの表面性状を決定し、軟質ロールはシート材料の厚
みの均一化を決定する。多くの場合、かかるカレンダロ
ールは硬質ロールと軟質ロールとからなる片側で負荷さ
れる積重ね体の内部で使用される。

【０００３】公知のカレンダ用軟質ロールは中実円筒形
又は中空円筒形の基体を有し、この基体がカレンダ操業
中に発生する諸力を吸収できるように頑丈に設計されて
いる。かかるロールはきわめて重く、このことはさまざ
まな理由、例えば輸送時の困難性、又は材料費の高さの
故に、望ましくない。ロール積重ね体を有するカレンダ
において重量は特別の役割を演じる。なぜなら、上から
下に向かうにつれて仕事間隙内の線荷重がそれぞれその
上にあるロールの重量だけ増加するからである。それ
故、上側ロール間隙において高い線荷重で作業すること
が殆ど不可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、軽量で十分な強度を有する冒頭に指摘した種類のカ
レンダロールを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項１に記載のとおり、基体が薄い非自耐の周
壁と、周壁の内面に接合される薄肉セル材料からなる支
持構造とを有し、セル（空室）を形成する壁の少なくと
も一部がほぼ半径方向に延びていることによって解決さ
れる。

【０００６】支持構造によって補強される周壁は、カレ
ンダロールの操業中に発生する諸力を吸収する。これは
特に、ほぼ半径方向を向く壁に伝達される半径方向力に
対して有効である。全体として、ごく軽量できわめて頑
丈なカレンダロールが得られる。これにより、このカレ
ンダロールはロール積重ね体の内部で使用するのに特に
適したものとなる。

【０００７】請求項２に記載のとおり、セルが同一方向
に延びる２枚の側壁によって区画されており、且つ少な
くともその一端が蓋壁に接合されているのが有利であ
る。これにより完全に、又は殆ど閉じたセルが得られ
る。これらのセルは、末端が蓋壁によって固定されてお
り、更に隣接壁とも接合されているため変形から保護さ
れ、きわめて堅牢である。

【０００８】特に、請求項３に記載のとおり、支持構造
がセル材料で形成された多数の個別要素を互いに接合し
て構成するのが好ましい。支持構造が個別要素に分割さ
れていることにより、セルを形成する壁の方向を基体の
内部で変更して、発生する諸力に対して特に良好に適合
させることができる。それ故、別の利点として、一層小
さく一層堅牢なセルを形成することができる。

【０００９】分割による好ましい可能性としては、請求
項４に記載のとおり、個別要素が、横断面上を延びる２
つの正面壁の間に、それぞれセルを配置した円形素材で
ある点にある。この場合、セルによって離間保持される
各正面壁はカレンダロールに作用する半径方向力を吸収
する。ロールのたわみにより軸方向に働く引張力及び圧
縮力は周壁によって、場合によってはこれと同軸で延び
る別の壁と、軸方向に延びるセル側壁成分とによって吸
収される。

【００１０】望ましい可能性としては、請求項５に記載
のとおり、個別要素のセルが正面壁と平行に延び、相隣
接する円形素材が相互に角度をずらされている点にあ
る。この場合セルの側壁も半径方向の力を吸収するのに
関与する。

【００１１】更に、角度のずれによって、ロールの全周
面にわたり、ほぼ均一な力吸収条件が得られる。

【００１２】１選択案では、請求項６に記載のとおり、
個別要素のセルの側壁が正面壁に対して垂直に延びてい
る。このことから、セルの側壁から離間保持される円形
素材の正面壁の補強が特に良好となる。

【００１３】請求項７に記載のとおり、円形素材がロー
ル軸を挿入するための中央穴を備えていることがさまざ
まな点で望ましい。ロール軸は、剛性に寄与する必要が
まったく又は殆どなくなるため、小径で且つ軽量に製造
することができる。

【００１４】別の好ましい実施形態では、請求項８に記
載のとおり、セルの側壁をそれぞれほぼ半径方向に立て
た個別要素を周方向にずらして構成される少なくとも１
つの円柱層を、ロール軸と周壁との間に配置している。
この構造によると、側壁がカレンダロールの全半径方向
荷重を吸収する。これが可能であるのは、個別要素に分
割して側壁の方向を各周面範囲に適合させることができ
るからである。軸方向に働く圧縮力及び引張力は、周壁
によって、場合によってはこれと同軸な別の壁と軸方向
に延びるセル側壁成分とによって吸収することができ
る。

【００１５】好ましくは更に、請求項９に記載のとお
り、周方向に相隣接する個別要素が軸方向に相互にずら
して配置されている。これにより、本来個別要素の相互
突接による障害箇所が殆ど生じない。

【００１６】請求項10に記載のとおり、セル材料がハニ
カム構造である場合、特に良好な結果が得られる。この
場合セルは横断面が六角形であり、隣接セル及びセル末
端の蓋板との結合によりきわめて堅牢な形成物をもたら
す。かかる”ハニカム”材料は、隣接した一方のウェブ
と他方のウェブとを交互に接合して構成することができ
るので、きわめて容易に製造することができる。

【００１７】１選択案では、請求項11に記載のとおり、
セル材料が段ボール状構となっている。この材料も十分
な剛性を備え安価に製造することができる。

【００１８】特に有利には、請求項12に記載のとおり、
セル材料が実質的に繊維強化合成樹脂で構成される。特
に炭素繊維を使用すると、軽量できわめて高い剛性が得
られる。

【００１９】セル材料が引張強度に優れた合成樹脂、特
に、請求項13に記載のとおり、実質的にアラミドからな
る繊維材料であることも好ましい。しかし実際にはその
他の、紙、厚紙又は金属板、例えばアルミニウム板等の
材料も使用可能である。壁相互の接合、及び壁と蓋壁、
正面壁及び周壁との接合は使用材料に応じて決まる。特
に接着がよい。しかしそれと並んで溶接、はんだ付等も
可能である。

【００２０】請求項14に記載のとおり、周壁が薄肉無継
目管によって形成されていることも望ましい。無継目管
は周面に接合部がないため平滑な円筒形表面が得られ
る。更に、支持構造に初期応力を加えた状態で周壁に組
込むことにより剛性を高めることができる。

【００２１】材料を節約する別の１構成としては、請求
項15に記載のとおり、弾性被膜が周壁を形成することで
ある。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した好ましい実施
例に基づいて本発明を詳しく説明する。

【００２３】図１に示されたカレンダロール１は基体２
と、基体上に配置され特に収縮嵌めされる弾性合成樹
脂、例えばシリコーンゴム又はエポキシ樹脂からなる被
膜３とを有する。基体２が周壁４を有し、この周壁は非
自耐、即ち、内部に配置される支持構造５による補強が
なければ、操業中に発生する諸力を受けて変形してしま
うほどに薄い。この支持構造は、中央に穴７のある円形
素材として形成される多数の個別要素６からなる。この
穴に挿通されているロール軸８はカレンダロールの両端
のジャーナル９、10を相互に結合し、２つの加圧部材1
1、12を備えている。周壁４は支持構造５に接着された
円筒管である。ロール軸８も支持構造に接着しておくこ
とができる。

【００２４】図２〜図４を概観して明らかとなるように
各円形素材６は２つの正面壁13、14を有し、正面壁の間
に位置する成形側壁15がセル（空室）16を形成し、これ
らのセルは、図２に示唆されるように、すべて同一方向
に延びている。セル16の末端17は蓋壁18に接着されてお
り、この実施形態では、この蓋壁18が周壁４によって形
成されている。周壁４が円形素材６の周囲を円筒形に取
り囲むので、その末端17ではセル16の小さな開口端面が
覆われるのに対して、末端17aではセル16が傾斜してい
るため大きな開口端面が覆われる。円形素材６の内部を
セル16が相互に、及び正面壁13、14に対して、平行に延
びている。相隣接する円形素材６、6aが相互に或る角度
だけずらして配置されており、セル16の方向が相互に異
なる。図２から認められるように、均一な角度のずれに
よって、セルの方向の違いによる影響が均一に配分され
る。個々の円形素材の相隣接する正面壁は互いに接着さ
れる。

【００２５】操業時の全半径方向荷重は正面壁13、14に
よって、荷重の一部はセル16の側壁15によっても吸収さ
れる。軸方向に働く圧縮力又は引張力は側壁15のうちの
軸方向に延びる成分によって捕捉される。

【００２６】図４に概略を示すように、側壁15は台形に
成形されたウェブで製造され、これらのウェブは隣接壁
に当接する部分にそれぞれ接着部19又は19aを形成す
る。

【００２７】図４はハニカム状セル材料を示し、図５は
段ボール状セル材料を示す。該当する部品には同じ符号
に100を加えた符号を使用する。主な相違点は、台形に
成形された側壁15の代わりに、波形に成形された側壁11
5が使われ、場合によっては正面壁に平行な側壁115a
が、正面壁113、 114の間に配置される。セル横断面の形
状は、さまざまに変更可能である。例えばセルの横断面
を正方形とすることもできる。

【００２８】図６に示す別の実施形態では、該当する部
品には同じ符号に200を加えた符号を使用する。この図
に一部を示す円形素材206は、２つの正面壁213、 214 の
間で正面壁に垂直に立てた側壁215を有する。これらが
六角形セル216を形成し、これらのセルの両端217が正面
壁213、 214に接着されている。この場合にも正面壁は半
径方向力を吸収する。軸方向に働く圧縮力及び引張力は
側壁215と図示しない周壁とによって吸収される。

【００２９】図７、図８の実施形態では、該当する部品
には同じ符号に300を加えた符号を使用し、ロール軸８
と周壁４との間に構成される支持構造305は、上下に配
置された複数層の個別要素306からなり、そのうち図７
には３層だけが図示されている。各個別要素306はロー
ル軸方向の長さが約50〜100cmであり、周方向では10〜2
0°の角度にわたって延びている。各個別要素306は例え
ば図７に示すような成層形状を有し、個々のセル316の
側壁315がほぼ半径方向に延び、セルの末端は内側蓋壁3
18と外側蓋壁318aとによって覆われている。これらの蓋
壁はその上又は下にある層の隣接蓋壁に強固に接着され
ている。周方向に相隣接する個別要素306、306aは軸方
向に相互にずらして配置されている（図８参照）。

【００３０】最後に指摘した種類の１実施形態では、カ
レンダロールは、基体２の直径が700 mm、ロール軸８の
直径が200 mmである。その間に層厚Ｄ＝25mmの10層があ
る。各層の外側半径は、外側から内側に向かって順に、 R1＝350 mm R2＝325 mm R3＝300 mm R4＝275 mmとなっている。蓋壁318、318aは勿論これら
の半径に合わせて湾曲させておく。

【００３１】基体２を弾性皮膜３と合わせて使用する利
点として、基体２の表面の僅かな不均一さは弾性皮膜が
補償するので許容される。なおこの基体は、軽量の硬質
ロールを製造することも可能となるように、金属層用支
持体として利用することもできる。

【００３２】好ましい１実施態様では、例えば繊維65
％、合成樹脂35％の割合で混合されるガラス繊維又は好
ましくは炭素繊維によって強化されたエポキシ樹脂等の
合成樹脂が、セル材料として使用される。さらに好まし
い１選択案では、実質的にアラミドからなる繊維材料が
セル材料として使用される。これらはデュポン社からパ
ラアミドの形で”ケブラー”の名称で、またメタアラミ
ドの形で”ノメックス”の名称で市販されている。出発
材料として使用される板材は好ましくは87〜99％のアラ
ミド繊維で構成することができる。これらの材料は合成
樹脂としてきわめて高い耐熱性を有する。それ故、過酷
な使用条件下においても、それらの物理的性質を維持す
ることができる。

【００３３】負荷を受ける基体は、極端に少ない重量と
優れた剛性と高い圧縮強度を備えており、カレンダロー
ル内で使用すると以下の効果が得られる：ロールセット
の軽量さによって、カレンダのロール積重ね体内で一層
急峻な圧力特性曲線が達成される。ロールの荷重が小さ
いためエネルギ需要が少なくなる。高い剛性により接線
方向力によるロール体の変形を防止する。耐熱性が高い
ため300 ℃を超える温度に至るまで、合成樹脂の良好な
物理的性質を利用することができる。重くて太いロール
軸が必要ないため軸重量は副次的意味を有するにすぎな
い。弾性皮膜を更新する場合、予め作製した新たな皮膜
を外被として被着するだけでよい。接着後の基体はまっ
たく保守不要である。軽量さが操作を容易にし輸送費を
下げる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるカレンダロールの部分断面図で
ある。

【図２】 基体の支持構造を構成する円形素材を示す。

【図３】 図１の基体の立体図である。

【図４】 円形素材の断面図である。

【図５】 別の円形素材の断面図である。

【図６】 構造の異なる円形素材の部分図である。

【図７】 別の実施態様による支持構造の一部の断面斜
視図である。

【図８】 図７の支持構造の周面部分の展開図である。

【符号の説明】

１・・・カレンダロール ２・・・基体 ３・・・被膜 ４・・・周壁 ５、３０５・・・支持構造 ６、２０６、３０６・・・個別要素 ８・・・ロール軸 １１、１２・・・加圧部材 １３、１４・・・正面壁 １６、１１６、２１６、３１６・・・セル １５、１１５・・・セルの側壁

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特に弾性被膜を備えた円筒形基体を有す
   るカレンダロールにおいて、基体(2)が薄い非自耐の周
   壁(4)と周壁の内面に接合される薄肉セル材料からなる
   支持構造(5; 305)とを有し、セル(16; 116; 216; 316)
   を形成する壁の少なくとも一部がほぼ半径方向に延びて
   いることを特徴とするカレンダロール。
2. 【請求項２】 セル(16; 116; 216; 316)が同一方向に
   延びる２枚の側壁(15; 115; 215; 315)によって区画さ
   れており、且つ少なくともその一端が蓋壁(18;118; 31
   8, 318a)に接合されていることを特徴とする請求項１記
   載のカレンダロール。
3. 【請求項３】 前記支持構造(5; 305)が、セル材料で形
   成された多数の個別要素(6; 206; 306)を互いに接合し
   て構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のカ
   レンダロール。
4. 【請求項４】 前記個別要素(6; 206)が、横断面上を延
   びる２つの正面壁(13, 14; 113, 114)の間にそれぞれセ
   ル(16; 116)を配置した円形素材であることを特徴とす
   る請求項３記載のカレンダロール。
5. 【請求項５】 前記個別要素(6)のセル(16)が正面壁(1
   3, 14)と平行に延び、相隣接する円形素材（個別要素
   ６、6a）が相互に角度をずらして配置されていることを
   特徴とする請求項４記載のカレンダロール。
6. 【請求項６】 前記個別要素(106)のセル(116)の側壁(1
   15)が正面壁(113, 114)に対して垂直に延びていること
   を特徴とする請求項４に記載のカレンダロール。
7. 【請求項７】 前記円形素材（個別要素６）が、ロール
   軸(8)を挿入するための中央穴(7)を備えていることを特
   徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のカレンダ
   ロール。
8. 【請求項８】 セル(316)の側壁(315)をそれぞれほぼ半
   径方向に立てた個別要素(306)を周方向にずらして構成
   される少なくとも１つの円柱層を、ロール軸(8)と周壁
   (4)との間に配置したことを特徴とする請求項３記載の
   カレンダロール。
9. 【請求項９】 周方向に相隣接する個別要素(306)が、
   軸方向に相互にずらして配置されていることを特徴とす
   る請求項８記載のカレンダロール。
10. 【請求項１０】 セル材料がハニカム構造であることを
    特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカレン
    ダロール（図４）。
11. 【請求項１１】 セル材料が段ボール状構造であること
    を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカレ
    ンダロール（図５）。
12. 【請求項１２】 セル材料が実質的に繊維強化合成樹脂
    で構成されることを特徴とする請求項１〜11のいずれか
    １項に記載のカレンダロール。
13. 【請求項１３】 セル材料が、実質的にアラミドからな
    る繊維材料であることを特徴とする請求項１〜11のいず
    れか１項に記載のカレンダロール。
14. 【請求項１４】 周壁(4)が薄肉の無継目管によって形
    成されていることを特徴とする請求項１〜13のいずれか
    １項に記載のカレンダロール。
15. 【請求項１５】 弾性被膜(3)が周壁(4)を形成すること
    を特徴とする請求項１〜14のいずれか１項に記載のカレ
    ンダロール。