JPS6031665B2 - ウエブ材料処理用ニップ・ロ−ラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は紙、不織材料等の如きウェブ材料を圧縮し伸張
するために処理するロールに関する。

一般にウェブの形態で与えられる紙、織製および不織材
料の工業的用途において、材料の密度を増し同時に柔軟
な組織を作りかつその伸張性を増すために材料を圧縮す
るのが有利であることが判明した。例えば、ばら荷製品
を包装するバッグを作るための紙の工業的使用において
、出荷中にこれらのバッグが取り扱われる態様に鑑みバ
ッグが出荷のために包装されたときに引裂き等を回避す
るために強靭で伸張可能な材料が要求される。織製およ
び不織製の繊維材料の場合、圧縮により、強度、組織お
よび伸張性を同様の態様で向上できることが判明した。
ウェブを商用仕様範囲内で圧縮する充分な大きさおよび
方向を持つ力をウェブの平面内でウヱブに受けしめうる
二重ロール圧縮器を利用してゥェブを圧縮する従来の装
置が開発されている。

従来の二重ロール圧縮器は一般に柔軟なゴムで被覆され
たロールに鋼または鋳鉄のロールを組み合せそのニップ
を通るゥェブ材料を圧縮するようにしている。後で明ら
かになるが、ウェブ材料をウェブの平面で圧縮するには
、ニップ・ロールのカバー部材の一部を形成するゴムの
如き非圧縮性材料を非対称変位させる必要がある。この
材料の変位によりゴムがニツプ出口ではね返り、ウェブ
材料に接触する変形可能カバーの面の速度がニップにわ
たって減少し材料を圧縮するのに充分な速度および力の
差がニップにわたりかつゥヱブの平面内で生じる。先行
技術では、鋼ロールおよびゴム材料で被覆されたロール
を異なる回転速度で駆動しこの非対称状態を作る必要が
あった。

鋼ロールがゴムをニップ入口においてニップへ流入せし
めるために、また、ゴムがニップの出口部分ではね返っ
てその間でウェブの圧縮を行うためにも高速度が要求さ
れる。実際には、この必要な速度差は、発電機を用いて
ゴム被覆ロールの速度を制動することにより達成される
。このように、電力が回収され、追加の入力と共に鋼ロ
ールを駆動するのに用いられる。この構成には固有のい
くつかの欠点がある。その主な欠点は、１）．圧縮器を
通じて循環される電力を取り扱うのに非常に大型で高価
なモータ、発電機および電気制御装置が必要である；２
）．圧縮器自体は循環されているこの過剰のトルクを充
分に収容できねばならないこと；および３）．変換の不
充分なことに起因して電力が失われることである。この
型の機械は「ＭＤコンパクター」として一般に知ら、こ
こにＭＤとはウエフ材料が縦方向（ＭａｃｈｉｎｅＤｉ
ｒｅｃｔｉｏｎ）にニップを通ることを指している。グ
リフィスに下付された米国特許第１，５３７，４３ｙ戦
ま製紙機のプレス・ロールに係り、このロールは紙原料
から余分の水を絞り出すよう反発性を与えるべく周囲に
ェア・セルを与える気孔を有する加硫ゴムを有する。

レィド‘こ下付された米国特許第１，９７３，６９び或
ま、布、紙等を処理することが所望される場合に艶出し
機に用いるのに適合する如き体と面を有しかつ本来耐熱
性のカレンダ・ロールに関する。このロールは、両端の
フランジ間に圧縮関係に保持されたロール体を有する軸
から成り、また、体は精練されたラミー繊維を含む繊維
材料の区分から成る。プランディジに下付された米国特
許第３，３６２，８６２号は垂直なロールの堆積体およ
びフレーム手段から成る紙を超艶出しする装置に関する
もので、ロールの堆積体は硬質ロールと軟質ロールを回
転可能に交互に装着しフレーム手段により垂直に整合さ
せかつ互に接触した関係に保持したもので、紙を超艶出
しするためにロールの堆積体へ送る手段を設け、また、
堆積体を通過した後に紙を引き出す手段を設けている。
堆積体の最下方のローラを駆動する駆動手段が設けられ
、また軟質ロールの実質的に外方の部分はポリアリル・
カーボネート材料から成る。グリーンに下付された米国
特許第３，４４７，６０ぴ号は内方作業区域と外方作業
区域とを有する特にェラストマ性のカバーを有する機械
のロールの構造に関する。内方作業区域はェラストマ性
塊体の圧縮不能性に対処するために、かつ温度制御のた
めの冷却液を流動させるために、ほぼ縦方向に延びたス
パイラル・チャンネルにより穿孔されている。外方作業
区域はロールの外面の外方操作を導管の内方操作から孤
立させるために内方作業区域よりも高い弾性係数を有す
る。グレゲルセン他に下付された米国特許第３，５０１
，８２３号は中央コア、およびこのコアに接合しかつ圧
縮されて実質的に中実体を形成する盤から成る充填物を
カレンダ・ロールに係り、盤は二軸方向に配向した分子
構造を有するポリマ・シート材料から作られる。レィシ
ュに下付された米国特許第３，７５３，２７６号は操作
条件下でロールとカバーとの相対運動を許す静的条件下
で剛性マンドレルと摩擦係合して保持されるようにされ
かつ被覆されたポリマ・ロールから成るカレンダ・ロー
ルに関する。これらの特許は本発明のロールの如くウェ
ブ材料の所望の処理を行うべくニツプ状態回転中に非圧
縮性ェラストマ材料の非対称変位を独特的に与えるよう
に構成された補強されたェラストマ・カバー部材を有す
るウヱブ処理用ニツプ・ロールを提案していない。

第二のロールに対して係合回転関係にニップされたとき
にウェブ材料を処理するニツプ・ローフであって、外面
部分のまわりに位置してこれへ取り付けられた一般に非
圧縮性で実質的に弾性材料のカバー部材を有する実質的
に剛性の材料から作られた内方の実質的に筒状の部材か
ら成る。

カバー部材は内部に位置した補強手段を含み、補強手段
は一般に非圧縮性かつ実質的に弾性材料の引張弾性係数
よりも大きし、引張弾性係数を有し、各補強手段は内方
部材の関連外面部分に関して一般に鋭角で傾斜しロール
を相手方ロールに対し隣接係合回転関係に位置させてそ
の間にニップを形成すると、補強手段の傾斜は、その大
きい弾性係数と相挨つて、ニップ入口および出口に実質
的に非圧縮性材料の相対的変位と反発を生ぜしめこれに
よりニツブの入来側における実質的に非圧縮性材料の少
なくとも面部分の速度をニップの出口側における実質的
に非圧縮性材料の少なくとも面部分の速度と異ならしめ
て、ウェブ材料等を所望の態様で処理するための制御可
能な力をニップにわたって生ぜしめる。好適実施例では
、ニップ・ロールのカバー部材は繊維／ゴム複合材料あ
るいは織製ポリエステル繊維布区分で補強コードを形成
したェラストマ材料から作られ、その構造と形状はロー
ルが本ニツプ・ロールに比べて実質的に剛性である外部
で回転される鋼または鋳鉄ロールに対して係合関係にニ
ップされると、本発明ロールのカバー部材のェラストマ
材料の変位は充分に非対称であって、紙材料のウェブを
ニップに通すと、ロール部材によりウェプ材料にその平
面内で作用する力の合成により材料の圧縮を行い、これ
を非圧縮材料よりも柔軟でかつ伸張性にする。

ェラストマ材料は合成または天然のゴム材料になしうる
。しかして、以下の記載から判る如く、本発明のロール
は、ゥヱブ材料の平面内に正味の力を、従来のロールで
はかかる力を生ぜしめるのに一般に必要とされた複雑な
外部駆動手段や装置を必要とすることないこ、生ぜしめ
ることができる。

更に、ゴム・カバー部材内に埋設された織製ポリエステ
ル繊維布の区分の形態の補強部材を設け、かつ補強布区
分がニップ帯城に近ず〈ときにニップ内のウェブ材料と
ほぼ平行に整合になるような方向に剛性ロールを回転駆
動することにより、ゥェブ材料に作用する正味の力はゥ
ェプ材料の平面内で実質的に圧縮力になる。好適実施例
では、繊維ノゴム複合材料または織製繊維ポリエステル
の布区分の層を介在させた合成ゴム材料の積層体からカ
バーを形成し、前記積層体は適当なセメント溶液により
ゴム材料の硬化の前に互に取り付けるようにすれば典型
的な結果が得られることが判明した。

更に、ロ−ルの好適実施例はカバー部材がゴム材料の別
々の区分から形成されることにより生じる僅かな不連続
性を吸収しかつロールの連続外面を与える未補強ゴム材
料の外層を含む。なお、内方の実質的に実質的に剛性の
筒状部材のまわりでかっこの部材と一次カバー部材との
間に配置された禾補強ゴム材料の少なくとも二つの層を
含むのが好ましく、各内層は内方部材から外面の方へ漸
次低いゴム硬度のものとし、かくして、内方コアから最
外方カバー部材へロールを形成する都材の材料の硬度を
漸減する。本発明の目的で、本発明者はェラストマ材料
の「硬度等級」を、ショア硬度計、Ａスケールで計った
ゴム材料等の硬度の測定値を与えるパラメータと称する
。

本発明の好適実施例において、本発明ロールの素子の特
定の硬度等級は最良のものとするよう探求されたが、か
かる硬度等級は相対的のものであり、本発明の実施その
ものに必須でなくして好適実施例にのみ必須のものであ
ることは理解すべきである。更に、ここに挙げられた近
似硬度等級と同等の適当なまたは従来のゴム硬度パラメ
ータを本発明の実施の手引きとして用いうろことも理解
すべきである。紙ゥェブに対し、下記の式で計等される
３０−４０％までの含水量にて、水の全重量 ％水分＝繊維重量＋水の重量 補強されたカバー部材を持つロールを有する装置を用い
る本発明の好適実施例を利用して紙ゥェブを適当に圧縮
されることが判明した。

しかし、上記関係による比較的に高い舎水量、例えば５
０−６０％を有する紙ウェブに対しては、ロールの回転
中のェラストマ・カバー材料の非対称形状と変位がウェ
ブ材料を適正に圧縮しないのみならず、紙ウヱブの毛羽
立ちとえぐりを生ぜしめる程度に摩擦力が充分に減じら
れることが判明している。本発明により作られた２個の
ロールを互にニップ形成回転係合関係に位置せしめるこ
とになり、ロールとウヱブ材料との間の滑り力はウェブ
の各側に実質的に等しい圧縮力を与えることにより実質
的に除去される。ゥェプの各側の合力パターンは反対側
の力の実質的に鏡像である。本発明のこの構成は好適実
施例よりも低度の紙ウェブ材料の圧縮を行うことは明ら
かでありながら、紙面のえぐりや毛羽立てを伴わずに比
較的に低摩擦ゥェブ材料の適正な圧縮を行う。この構成
によれば、補強されたカバー部材を有する本発明のロー
ルは同一のロールと駆動回転中にニップされして回転さ
れ、ェラストマ・カバー部材内の煩斜補強部材はロール
のニップを通るウェプ材料に対し平行配向に近ずく。本
発明のロールの他の特長は好適実施例のロールの方向と
反対の方向に駆動回転される実質的に剛性のロールと回
転状にニツプされたときにウェブ材料を伸張できること
に関する。

以下の詳細な記載から判る如く、この回転は、本発明ロ
ールのカバー部材内に埋設された傾斜補強部村がウェブ
材料の平面とほぼ垂直な配向でゥェブ材料に回転しなが
ら近ず〈如きものである。この構成により、ニツプの入
口に向かうェラストマ材料の変位が生ぜしめられ、かつ
変位したェラストマ材料の反発力がニツプ出口において
生じ、この反発力はゥェブの運動方向にあり、かくして
ニッブの入力側から出力側へのェラストマ材料の速度の
増加に起因して材料の伸張が生じる。引張強度の低い紙
の如きウェブ材料は伸張力に耐えることができず、その
結果、紙材料はロールの縦方向の材料ストリップの漸次
的な引裂きに起因し便利に引き裂かれまたは寸断される
。しかして、本発明ロールは、ベーパ・シュレッデング
機の有益な部分を包含しうる。材料を処理するために紙
の如きウェブ材料の平面に力を生ぜしめる方法が開示さ
れ、この方法は、二つの都材間にニップを作り、少なく
とも一部材は実質的に非圧縮性で一般に弾性の材料から
主に作られた外方カバー部材および内方ロール・コアを
有する実質的に筒状の回転可能に装着されたロールとし
、ウェブをニップに通すことを包含する。

更にこの方法はロールの外方カバー部材を構成するにあ
たり、そのニップ力が一般に弾性の材料の部分をニップ
のまわりに非対称に変位させ、ニップの一側で第一の方
向に変位した材料はニップの他側において実質的にその
初期位置の内方ロール、コアへ反発しニップを通るとき
に非対称パターンのニツプ力をウェブ材料に与えるよう
にする。好適な実施によれば、この方法は少なくとも２
個のロールを設け、そのうちのーロールは好ましくは一
般に剛性のロールであり、両ロールは隣接ニップ回転関
係に位置せしめられる。好ましくは、この方法は実質的
に非圧縮性の材料内に埋設される補強部材を設けること
にあり、補強部材は外方カバーの実質的に非圧縮性材料
よりも大きい弾性係数を有し、これらの部材は一般に非
圧縮性の材料がニップの出口側の方へ変位するようにロ
ールの回転方向に関して位置しかつ形作られている。ウ
ェブ材料をニップした状態でロールが回転し、ウェプ材
料がニツプの影響から出るときに、変位した一般に非圧
縮性の材料は内方ロール・コアに対してその初期位置へ
反発し、ニップの出口側における材料の面部分の、速度
はニツプに入る対応面部分の速度よりも実際に小さく、
ウェプ材料にその平面内でかつニップにわたって非対称
力のパターンを生ぜしめる。また、本発明はここに開示
された本発明のニツプ・ロールを作る新しい有益な方法
に関するもので、この方法は実質的に非圧縮性でかつ弾
性のェラストマ材料の相し、続くストリップを。

ールの長さに沿って取り付けてストリップが正確な形状
を有しかつェラストマ材料のストリップと筒状ロールと
の接触線を通る剛性筒状ロールに対する接線方向の平面
に対して一般に鋭角をなして延び、正確な形状はェラス
トマ材料のストリップと懐平面との間の角がヱラストマ
材料のストリップの自由端における対処角よりも大きく
なるものとし、補強布の区分をェラストマ区分に積層し
布がェラストマ材料の区分の正確な形状をとるようにし
、第一のェラストマ区分と同じ形状のェラストマ区分を
交互に積層する工程を充分に反復して筒状ロールの全周
面部分を実質的に包囲する布で補強されたヱラストマ・
カバーを作り、補強用ェラストマ被覆ロール全体を非通
気性包囲体を入れ、非通気性包囲体を真空にし、被覆ロ
ールに硬化工程を受けしめてェラストマ材料を少なくと
も一部軟化せしめ次いで硬化させかくして弧状の交互の
補強布区分を介在させた交互の弧状ェラストマ区分の横
断面を有する実質的に均一な連続した円形のカバー部材
を形成する。好ましくは、この方法は、ェラストマ材料
のストリップを先の補強布のストリップへ取り付ける工
程の後で各ストリップ上に転勤されるプロフィール転動
手段を利用し同時に下向きの力を加えてェラストマ材料
ストリップおよび補強用布の接触面を押圧して互に完全
に接触させる。先ず第ＩＡ図に関し、従来の鋼ロール１
２とニツプされた従来の禾補強ゴム被覆ロール１０の横
断面が示されている。

カバー１４はゴム製であって、弾性かつ非圧縮性であり
、故に、図示の如くニップ部域から対称に変位せしめら
れてニツプ出口およびニップ入口にこぶを形成する。ゴ
ム材料の変位は第ＩＡ図の点線により区分ごとに示され
ている。ロールが図示の方向に回転すると、ゴムの面に
おける点Ａの、コア１６の面におけるその放射方向の下
の点Ｂに対する接線方向変位Ｄ対時間Ｔは第ＩＢ図に示
す如くなる。第ＩＢ図の変位図から、接線速度Ｖ対時間
Ｔは下記の式から容易に求められる。

速度：Ｖ暑 ここ鴇‘ま時間Ｔ‘こ関する脇Ｄの第‐次導関数を表わ
す。

従来のロール１０の速度図は第ＩＣ図に示されている。

この図から判る如く、点Ａの速度は鋼ロール１２の速度
Ｖｓｓよりも小さい値Ｖ＾ｏをとる。点Ａがニップのこ
ぶに近ずくと、その速度はゴムの変位に起因して瞬間的
に減少し、次いでニップに入るときに鋼ロールの速度に
まで加速される。摩擦力はゴム面の表度をニップ範囲全
体にわたり鋼ロールの速度と実質的に等しく保つ。ニッ
プを通過した後、点Ａの速度はその正常の速度ＶＡ以下
に再び減少し、そして点Ａが更に回転してニップの影響
から遠ざかるにつれてその速度はその初期の値ＶＡＯま
で増加する。しかして、ゴムは実質的に同じ速度でニッ
プ点に出入りし、また鋼ロール１２の面と同じ速度を有
し、ウェブ材料１８はロールを通るときに圧縮されたり
伸張されたりすることはない。故に、第ＩＡ図の装置に
よりウェブ材料を圧縮するには、ロールに速度差を与え
て非対称スリップを生ぜしめる必要がある。さて第２Ａ
図に関し、本発明により構成されたロール２０が示され
る。

内方コア２２は好ましくはゴム材料のカバー２４を有す
る筒状鋼ロール１３の形態であり、内方コアの関連外面
部分との接触線に関して一般に鋭角で位置せしめられて
いる。本発明のロール２０と回転するようにニップされ
た鋼ロール１２は、図示しない従来の主段により外部か
ら駆動される。補強用コード２６は下記の式で示される
弾性係数を有する。

Ｅｉ誓 補強用コードの弾性係数はカバーを形成する基体ゴム材
料の弾性係数より大きい。

かかる補強材料は、ポリエステル、ナイロン、綿等の如
き織製および不織製の材料にでき、好ましくは最大弾性
係数の方向はゥェブ材料の運動方向に延びている。なお
、カバー部材を補強するように配向された繊維／ゴム複
合材料の如き補強手段も考えられる。しかし、織製補強
材料は総糸が縦方向に延びるように位置させた均一なメ
ッシの織製ポリエステル繊維布とするのが好ましい。経
糸はロールの長さ方向に延びることになる。再び第２Ａ
図に関し、ロール２０，１２が図示の方向に回転すると
、補強コード２６は伸張に抵抗し、ニップの入口側に向
かうゴムの変位を阻止しする一方、ニップの出口側にお
けるニップ力により生じる曲げに対して殆んど抵抗を示
さない。

しかして、カバー部材２４における点Ａ′は第２Ａ図の
点線で示す如く変位し、また（内方鋼コア２２の面にお
ける）放射方向下側の点Ｂ′に対する点Ａ′の接線方向
変位は第２Ｂ図に示す如くなる。ゴムの変位はすべて（
第２Ａ図の移動部分２８に示す如く）一方向にあるから
、この変位を生ぜしめるゴムの応力は相当なしベルまで
増す。回転が継続すると、この応力により生ぜしめられ
る力はロール面間の摩擦力よりも大きくなり、またカバ
ー２４がニップの影響から解放されると、変位したゴム
部分は第２Ｃ図の速度図に示された如く内方コアに関し
てその初期位置へははね返る。しかして、ロール．カバ
ー２４の外面における点Ａ′は第２Ｃ図に示す如く内方
コア２２の外面における点Ｂ′に対する速度プロフィー
ルを有する。点Ａ′の速度Ｖ′Ａ′は初期値Ｖ′Ａ′０
を有し、鋼ロールの速度Ｖ′Ｓにまでニップへ加速され
る。補強コード２６によりゴム材料の変位が許されない
から、ニップに先行して点Ａ′の加速は生じない。これ
は主として、弾性係数が高いこと、および非圧縮性ゴム
材料の自然流動傾向に関する特定の配向に起因する。ニ
ップ内で、点Ａ′および鋼ロールの対応点は速度は、ゴ
ムの反発力が面間の摩擦力に打ち勝つような回転位置に
到達するに至るまで、実質的に等しくかつ一定である。

この点において、ロール上の初期位置へ戻るゴム材料の
反発作用により、速度ＶＡ′は最小値Ｖ′Ｒを通って急
減する。次いで、ニップの影響から遠ギかつてその初期
値Ｖ′Ａ′○をとる。特に点Ａ′の速度プロフィールか
ら判る如く、ゴム面はニツプを出るときの速度よりもか
なり大きい速度でニップに入る。

紙（または織製または不織製繊維材料）のゥュブ１８は
ニップ区域を通るゴムの速度に追従しようとするから、
紙は、ゴムと同様に、ニッブに入るときの速度よりも低
い速度でニップを出る。この速度差はゴム複合の収縮の
目安になる。改良された圧縮は特に高い弾性係数の補強
コー日こより生ぜしめられるゴムの非対称変位およびロ
ール２０の回転方向に関する補強コードの特定の傾斜配
向によるものである。さて、第３図に関し、本発明の圧
緒ロールは圧縮装置４１の操作部材として示されている
。第２Ａ図のロール２０１ま、ピポツト・ピン３４とプ
ラケット３６とにより垂直支持体３２上に枢枝されたブ
ラケツト３０（側片のみ図示）に回転可能に装着されて
いる。好ましくは鋼または鋳鉄の鋼性ロール１２は垂直
フレーム部材３２に装着されたブラケット４０上に軸３
８により回転可能に支持されている。鋼ロールは外部の
回転駆動機構（図示せず）により示された方向に駆動さ
れる。ニツプはロール２０を鋼ロール１２と面係合させ
てときにロール２０と鋼ロール１２との間に形成される
。ニップの力はゴムの実際の圧縮量に依存し、一方、ゴ
ムの圧縮量はェア・シリング４２のピストン．ロッド４
３の直線力を回転モーメント（カメ距離）に変換するブ
ラケット３６により伝達されるロール２０上の下向きの
力に依存する。しかして、ニツプ力Ｐ１ｉ（ロールの１
インチ当りのポンド数で測定）はニップ干渉（またはゴ
ム・カバー部材の圧縮）のパーセンテージにより左右さ
れ、また、このパーセンテージはロッド４０の作動ピス
トンの直線運動および作動器４２により与えられる力に
依在する。例えば、第３図に示す圧縮装置では、ロール
２０の内方コア２２が直径約２０インチ約５０．８セン
チの場合、紙に商用仕様範囲内の伸張性を与えるのに充
分な程度に紙を圧縮するには、図示の装置は、約２５０
ないし３５肥ｌｉのニップ負荷および８なし、し１０％
のニップ干渉を生ぜしめるべく３０．４８メートル毎分
｛１００フィート毎分泣ｍ｝の回転にてロール長（また
はロール幅）１インチ２．５センチ当り約０．４ないし
０．６馬力を必要とすることが判明した。第３図に関し
、操作に当り、圧縮を必要とする紙のウヱブ１８を本発
明のロール２０と第３図に示す如き鋼ロール１２との間
に通すとき、補強コード２６は第２図、第３図に示す如
くウェプ１８とほぼ平行に鋼ロールに近ず〈ように回転
方向に対して配向されかつ構成されているから、ゴムの
変位は前述の如くロール２０のニップの出口側へ限定さ
れかつ非対称である。

補強されたロールのゴム材料の反発力により、ニップの
出口側の速度は入口側の速度よりも小さくなり、かくし
てニップを通るウェブ材料の圧縮を達成する。本発明の
改良ロールは前述の如きウェブ材料の圧縮に特に有益で
あるが、上記構成は例えば３０〜４０％の含水量を有す
るウェブ材料を圧縮するのに特に適していることが判明
した。

比較的に低い含水量例えば５０−６０％水分を有する紙
ウェブ材料は第５図の装置で処理すると少なくとも片面
が損傷することが判明した。紙と鋼ロールとの間の付着
に起因し、紙はゴム・カバーの反発時に圧縮が阻止され
る。しかして、シートの高含水量による大きい摩擦によ
り、ロールはウェブ材料をしてその中央を通る平面に沿
って籾断力を受けしめ、この鱗断力は材料を奥断する煩
向がある。このように付与された力は紙の雛断強度より
も大きいから、紙の毛羽立ち、えぐりまたは雛断が生じ
る。第４図に関し、双反発ＭＤ圧縮装置が示され、これ
は本発明により構成された２個のロールを利用している
が、比較的に高い含水量例えば５０−６０％を有する紙
ウェプ材料を圧縮するのに特に適している。前述の如き
ロール２０は同一のロール２１と回転状にニップされる
。どちらのロールでも駆動手段（図示せず）により外部
から駆動できる。この構成は紙材料のウヱブ１８の両面
に実質的に非対称な力のパターンを生ぜしめ、ウェブが
正常の含水量よりも大きい水分を含むとき、紙のスリッ
プまたはえぐりは生じない。補強コード２６は前述の如
く配向され、ロール２０，２１は速度プロフィールおよ
びゴムの反発特性に関して前述したロール２０と同じ挙
動を示す。しかし、両ロール２０，２１は同一であり、
ウェブ材料を実質的に同時にかつゥェブのまわりに非対
称にニップし解放するから摩擦力は最小になる。第４図
の構成は高舎水量のゥェブ材料を圧縮できることにおい
て有利であるが、この装置による圧縮度は前述の如く鋼
ロールとニップされた補強されたゴム被覆ロールによる
圧縮度ほどではない。

例えば、前述の構成では、本発明。ールの摩擦係数より
も大きい鋼ロール１２はゴム被覆ロール２０とその解放
前に長時間摩擦係合し、かくして、ゴム材料の反発力が
大きくなる。第４図の双反発圧縮装置では、補強された
カバー２４のゴム材料は第２Ａ図に示した装置の場合よ
りも反発度が４・さくまた圧縮度も小さい。この欠点に
もかかわらず。高水分の材料をウェブ材料の面の敷断や
毛羽立ちを伴わずに圧縮できることは技術上の進歩であ
ると考えられる。また、補強コードかウェブ第５図に示
す如く実質的に垂直に接近するように本発明のロールを
逆方向に回転させると、これを通るウェブ材料はウェブ
材料の平面内で伸張される。

この結果が得られるのは、第２Ａ図および第４図の実施
例について前述した如く補強されかつ前述の方向と反対
の方向の回転せしめられる基本的に実質的に非圧縮性ェ
ラストマ材料の相対配向から生じるゴム材料の独特な変
位によるものである。第５図に関し、補強部材２６を埋
設したカバー２４を有する前述の如くロール２０が示さ
れている。

内方コア２２は一般に非圧縮性で実質的に弾性のゴム材
料のカバー２４を有する。ゴムよりも引張弾性係数の大
きい織製ポリエステル材料の補強部村２６は図示の如く
かつ前記実施例の記載に従ってゴム・カバーに埋設され
た配向されている。なお、この実施例の補強部材は綿、
ナイロン、ガラス繊維、ゴム等の如き他の材料になしう
る。内方コア４４の隣接酸平面に対して一般に鋭角で補
強部材２６を傾斜させることが重要である。また、カバ
ー４７の基部ゴム材料よりも引張弾性係数の大きい補強
部材を選択することも重要である。更に第５図に関し、
。

ール２０は前述の如き実質的に剛性のロール１２に対し
てニップされているが、補強部材２６の方向に対する回
転方向は図示の通りである。理解される如く、ゴム・カ
バー２４の変位は前記実施例の変位と同一方向であるが
、ニップへ駆動されるゥェブ材料はゴムが変位せしめら
る側でニップ部城に入る。ゴム材料は退出方向における
補強部材２６により与えられる抵抗の故にニップの出口
側で向かう変位が阻止される。他方、補強部材は曲げ抵
抗が比較的に低く、ニツプの入口側に向かうゴムの変位
に対する抵抗が実質的に低い。第５図に示す如く、ロー
ル２０，１２の回転が継続し、変位した材料がニッブ部
城を出るとき、この材料は内方コア２２に関してその初
期位置へ戻り、かくして前向きの反発力を与える。しか
して、補強されたカバー２４の面における点の速度は入
来側における速度よりもニップの出口側において大きい
。この力のパターンはロール２０，１２を通る織製およ
び不織製の繊維ゥヱプの如き伸張可能なウヱブ材料を伸
張する。紙ゥェブ材料の場合、正味の伸張力は紙の引張
強度よりも大きいから紙を均一なストリップに寸断しよ
うとする。ストリップの幅は、内方コァの直径、補強さ
れたゴム・カバーの直径、ゴム材料の弾性係数と補強部
材の弾性係数との差の如き因子の組合せに依存する。さ
て、第６図に関し、本発明の改良圧縮ロールを製造する
本発明者が発明した方法が示されている。

ロールは好ましくは、図示の如き実質的に筒状部村の形
態の鋼製内方コア４４から製造される。前図の如く配向
された補強部材を持つ一般に非圧縮性の材料のカバーを
有するロールが先に記載されたが、実際には、ロールを
構成するのみならず、前述の如く作用するロールの能力
を向上することが要求されるある種の特長を本発明の改
良ロールの製造に組み入れる必要のあることが判明した
。本発明ロールの製造法を明示する例としてまた構成部
材の相対寸法を示すに、第６図に示された鋼製の内方ロ
ール・コアは直径が約２０インチ（約５０．８センチ）
である。第６図において、銅の内方４４には内方コア４
４を実質的に包囲するカバー４７を形成する積層体の形
態の互に重畳関係の充分なゴム・シートがその面に取り
付けられている。

ゴム・シート４６を互に重畳関係に鋼の内方コア４４へ
取り付ける前に、内方コア４４の面からカバー４７の外
面にかけて表面硬度を漸減するのが有利なことが判明し
た。しかして、好ましくはデュロメータ測定ショアＡ硬
度５０の未桶強禾硬化ゴム材料のシート５８を先ずコア
４４のまわりに適当なセメントで取り付ける。デューロ
メータ測定ショアＡ硬度約７０の未補強禾硬化ゴムの第
二のシート６０を第一のシートへ適当なセメントにより
取り付ける。この工程の完了後に、一次ゴム・カバー４
７が形成される。ゴム・シート４６は好ましくは厚さ約
１／１６インチ（約０．１６センチ）であり図示の如く
弧状であって、放射方向厚さ約２インチ（約５．０８セ
ンチ）のカバー部材４７を与える。

その結果、内方コアの関連薮平面に対しこれらのシート
により形成される角は好ましくはカバーの外面の方へ少
し減少する。周方向に測った有効プラィ厚さはカバーの
外面の方へ減少し、漸増する円周に対して補償する。図
示の形状を形成するのに要する弧状シート４６の実際の
形状はスパイラルの断面であるが、図示の部分において
は円弧にほぼ等しい。シート４６（これは好ましくはデ
ューロメータ測定ショアＡ硬度５０の夫燃ゴム）を互に
かつ内方コァ４４へ重畳関係に適当なセメントまたは接
着剤例えばレゾルシノールまたはその化合物により取付
ける。ゴム層の適正な施与を開始するために、プロフィ
ール・バー４８を図示の如く内方コア上に位置せしめる
。プロフシール・バーの作用面５１の形状は適当なロー
ル・カバー４７を形成するのに要するゴム４６のストリ
ップの轡曲とほぼ等しい。このバー４８は最終的にはロ
ール・カバーの完了前に除去される。各ゴム・シート４
６はセメントまたは接着剤で充分に覆われ、一つ前のシ
ート４６に対して重畳関係に内方コアの長さに沿って位
置せしめられる。各ストリップの配置が完了すると、プ
ロフィール−ローラ５２はストリップの長さに沿ってト
ラバースし、同時にゴム・シート４６に下向きの力を加
えることによりすべての面を互に接触させる。ゴム材料
の各シート４６間に、ポリエステル繊維布の適当な補強
材料４９をゴム・シート４６の面へ適当に接着する。弾
強コード４９はその弾性係数および靭性がゴム材料より
も大きく、また好ましくは、補強コードは約８００デニ
ール織製ポリエステル糸から作られる。ゴム・シート４
６は好ましくは未硬化のゴムから作られ、これは、後述
の如く、ロール・カバーの完成時に最終的に硬化される
。ゴム。シート４６の施与が完了すると、１′４インチ
（０．６３５センチ）の未補強、未硬化ゴム材料のシー
トが外面へ接着される。この層はデューロメータ測定シ
ョアＡ硬度５０のものであって、重畳ゴム・シート４６
の多数の層により生ぜしめられるカバー面の小さニップ
不連続部を除去する。図示の如く組み立てられた部材の
特定の形状により、内方コアの外面に隣接してストリッ
プの内端部分に三角形の内部空間５４が形成されること
が判る。

ロール・カバーが完成すると、ロールをプラスチック材
料の袋の如き非通気性部材に入れる。袋を減圧して空間
５４から空気を除去する。ロール全体を加圧オートクレ
ープ内で加流工程の如き適当な硬化工程を受けしめ、同
時に袋内の真空を維持すると、シート４６のゴム材料の
一部および内層５８，６０のゴム材料の一部が隣接空間
５４内へ流入し、その結果、カバーは実質的に均一にな
り、第７図に示す如き同Ｄ円横断面形状を有する。しか
し、ゴム部分は一般般に均一かつ均質になるが、その区
分は異なるゴム硬度等級に関して個々の性質を保有する
。また、ゴム・シートの加流により、ゴム材料が使用に
対して安定化されまたその性質が向上される。内方コア
４４の直径は各揚々の個々の要件により決まる。

しかし、好適実施例では、内方コア４４の直径を２０イ
ンチ（５０．８センチ）とし、ロール・カバー４７の厚
さを約２インチとしたところ、ゥェブ材料の処理に非常
に秀れた結果が得られることが判明した。かかる内方コ
アは、補強シート４９に正切する平面６４と内方コアに
正切する平面６６との交差する角Ｑを第７図の如く約２
０ｏに限定することにより、ゴム層４６および補強シー
ト４９を最良に適用きることが判明した。シート４９と
ロールの外面部分との交わり、即ち第７図に示す如くそ
れぞれの援平面６８と７０との間の角８を約１６ｏに維
持することによりシート４９の誉曲が形成される。好適
実施例、ならびにゴム層４６および補強シー屠４９の好
適な轡曲により、所望の反発力、速度プロフィールおよ
び力のパターンが得られる。

【図面の簡単な説明】

第ＩＡ図は従来の剛性ロールとニップを形成する先行技
術による被覆ニップ・ロールの横断面図、第ＩＢ図は点
Ａの放射方向にあって内方コアにおける点Ｂに対する第
１図の被覆ロールの面における点Ａの変位図、第ＩＣ図
は第ＩＢ図から得られる速度図、第２Ａ図は本発明によ
る補強されたカバー部材を有し従来の剛性ロールとニツ
プを形成するニップ・ロールの横断面図、第２８図は点
Ａ′の放射方向下にあって内方コアの面における点Ｂ′
に対する被覆されたロール面における点Ａ′の変位図、
第２Ｃ図は第２Ｂ図から得られる速度図、第３図はウェ
ブ材料を圧縮するために本発明のニップ・ロールを利用
した圧縮装置の側面図、第４図は本発明の他の実施例を
示すもので双指向反発ロールの横断面図、第５図は従釆
の剛性ロールとニップされかつ第２Ａ図に示すロールの
方向と反対方向に回転しウェブ伸張および（または）寸
断装置として用いられる本発明によるロールの横断面図
、第６図は製作法を示す本発明のロールの断片図、第７
図は第６図に示した方法により作られた完成ロールの斜
面図である。 図中、２２は内方コア、２４はカバー、２６は補強部村
である。ＦＩＧ．ＩＡ ＦＩＧ．ＩＢ ＦＩＧ．ＩＣ ＦＩＧ．２Ａ ＦＩＧ．２Ｂ ＦＩＧ．２Ｃ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．６ ＦＩＧ，７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 実質的に剛性の材料から作られた内方の実質的に筒
   状の部材を設け、前記内方部材のまわりに配置されかつ
   その外周部分へ取り付けられた一般に非圧縮性で実質的
   に弾性の材料のカバー部材を設け、前記カバー材料内に
   位置しかつ一般に非圧縮性で実質的に弾性の材料の引張
   弾性係数よりも大きい引張弾性係数を有する補強手段を
   設け、各補強手段は内方部材の関連外面部分に対して一
   般に約１６°の鋭角で傾斜せしめられしかしてロールを
   相手方ロールに対して隣接係合回転関係に位置せしめて
   両ロール間にニツプを形成するように配置すると、前記
   補強手段の傾斜方向は大きい弾性係数と相俟つてニツプ
   の入来側における実質的に非圧縮性材料の少なくとも面
   部分の速度をニツプの出口側における実質的に非圧縮性
   材の少なくとも面部分の速度と異ならしめ、かくしてウ
   エブ材料等を処理するための制御可能な力を与えるよう
   にした、ニツプ・ローラ。