JPS6240476B2

JPS6240476B2 -

Info

Publication number: JPS6240476B2
Application number: JP57120068A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Watanabe
Original assignee: Yamauchi Rubber Industry Co Ltd
Current assignee: Yamauchi Rubber Industry Co Ltd
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1987-08-28
Also published as: JPS5911220A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、主として磁気テープ等の磁気記録
体、製紙、繊維、アルミニウム箔等の表面の艶出
し、平滑性及び充填密度の向上等に使用されるカ
レンダーロールに関する。一般にカレンダー（スーパーカレンダーとも称
せられる。）の原理は、表面を鏡面状態とした金
属ロールと弾性ロールとを対接させ、これら両ロ
ールに上記した磁気記録体等を高いニツプ圧を加
えながら走行させて磁気記録体等の表面の艶出し
等を行うもので、これら金属ロールと弾性ロール
の数は用途などに応じて増減される仕組みとなつ
ている。このようなカレンダー用弾性ロールとしては次
のような特性を具備していることが要求される。 (1) 弾性ロールの表面の平滑性が良好であるこ
と。 (2) 硬度、特に表面硬度が高いこと。 (3) 耐熱性を有すること。特に自己発熱による熱
膨張、溶融による変形の発生の少ないこと。 (4) 金属ロールによる高ニツプ圧に耐えられる圧
縮強さを有し、割れ、破壊の生じないこと。従来、このような特性を満足する弾性ロールと
して、鉄芯の外周にポリアミド樹脂の一種である
モノマーキヤステイングナイロン層を嵌合したカ
レンダーロールがあり、主として磁気記録体、繊
維のカレンダーロールとして実使用に供されてい
た。ところが、例えば、従来のビデオテープのご
とき磁気記録体のカレンダーの場合にはかなりの
長期間使用に耐えたが、近年高性能ビデオテープ
の出現にともなつてカレンダーロールとして必要
なニツプル圧力が従来の200Kg／cmから300Kg／cm
程度に上げる必要が生じた結果、前記従来のカレ
ンダーロールでは、ナイロン層の自己発熱による
熱膨張、ナイロンの溶融にもとづく変形が発生
し、カレンダーロールとして使用不能となるに至
つた。本発明者は、その原因につき精査したところ、
従来のカレンダーロールのナイロン層のほぼ中間
領域において熱による膨張、溶融現象が発生して
おり、これがナイロン層の表面へ影響し、表面の
凹凸、変形となつて平滑性を欠き、使用不能とな
つたものであることが判明した。そこで本発明者は、このナイロン層の中間領域
における発熱による膨張、ナイロンの溶融現象の
解決のため、鋭意検討した結果、この中間領域に
無機材料等の補強材を混入することによつてこれ
を解決できるとの知見を得、本発明を完成した。本発明の目的は、高ニツプ圧に耐えられる圧縮
強さを有し、自己発熱が少なく、熱膨張、溶融に
よる変形の発生の少ない、耐熱性の有るカレンダ
ーロールを提供することにある。本発明のもう一つの目的は、良好な熱伝導性を
有し、蓄熱によるロール内部の温度上昇を可及的
に小さく維持できるカレンダーロールを提供する
ことにある。本発明は一つの観点によれば、少なくともシヨ
アーＤ硬度70゜以上のプラスチツク外層を有し、
その外層中の表面層及び裏面層を除いた中間層
に、前記プラスチツクよりも耐熱性のすぐれた補
強材を分散含有させたカレンダーロールを提供す
るものである。本発明は他の観点によれば、少なくともシヨア
ーＤ硬度70゜以上のプラスチツク外層を有し、そ
の外層中の表面層及び裏面層を除いた中間層に、
前記プラスチツクよりも耐熱性のすぐれた補強材
を分散含有させ、かつ前記表面層に前記プラスチ
ツクよりも耐熱性のすぐれた極めて微細な無機粉
末を分散含有させてなるカレンダーロールを提供
するものである。上記した構成において、プラスチツク外層の材
質としては、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリ
エテールエーテルケトン樹脂、ポリウレタン樹
脂、硬質ポリウレタンゴムの如き硬質合成ゴムな
どが使用される。ポリアミド樹脂とは、酸アミド結合−CONH−
を有する線状合成高分子をいい、通常ナイロンと
称せられているものである。その主要なものをあ
げれば、通常、水の存在下でε−カプロラクタム
を開環重合して製造されるナイロン６、ヘキサメ
チレンジアミンH₂N・（CH₂）₆・NH₂とアジピン酸
HOOC・（CH₂）₄・COOHとの重縮合により製造
されるナイロン66、ω−ラウロラクタムの開環重
合によるナイロン12などである。また、ナイロン
原料であるカプロラクタムを触媒によつて急速に
重合させて一挙にポリマーブロツクを成形するモ
ノマーキヤステングナイロンも本発明に好適に使
用される。更に、これらのナイロンと他のモノマ
ーとの共重合体、芳香族ポリアミド樹脂等も使用
可能である。ポリウレタン樹脂及び硬質ポリウレタンゴム
は、次式で示されるその組成中にウレタン結合

【式】を繰り返し有する高分子化合物である。例えば、上式でR₁が直鎖状化合物で、R₂が芳
香族化合物の場合は、ポリウレタンゴムが得られ
る。なお、プラスチツク外層の表面層、中間層お
よび裏面層の材質は、一般的には同一材質で形成
されるが、要すれば異なる材質で形成してもよ
い。プラスチツク外層の硬度を、シヨアーＤ硬度計
で測定して少なくとも70゜以上と限定した理由
は、70゜未満であれば磁気記録体等の表面の艶出
し、平滑性及び充填密度の向上等が得られないか
らである。プラスチツク外層中の表面層及び裏面層を除い
た中間層に分散含有させる前記プラスチツクより
も耐熱性のすぐれた補強材としては、次に示す無
機材料又は有機材料が使用される。まず、無機材料としては、鉄、銅、ステンレス
鋼などの各種金属およびその合金の粉末、フエラ
イトや酸化アルミニウムの如き金属酸化物などの
粉末、窒化珪素の如き珪素化合物、シリカ粉末、
クレイ粉末、タルク、ガラスビーズ、グラフアイ
ト、鉄、銅、ステンレス等の金属繊維、ガラス繊
維、カーボン繊維などが使用される。これらの中
で、圧縮強度、熱伝導性の点より鑑みて、金属粉
末及び金属繊維が好適に使用される。なお、これ
ら無機材料は、通常１種のみ使用されるが、要す
れば２種又はそれ以上使用してもよい。次に、有機材料としては、ナイロン66のごとき
プラスチツクペレツト、ナイロン６粉末のごとき
プラスチツク粉末などが使用される。更に、ガラ
ス維繊入りのナイロン６、ナイロン66、ナイロン
610等のガラス繊維入りプラスチツクペレツトも
好適に使用される。補強材は、プラスチツク外層の中間層の全体積
中10〜80Vol％の範囲内で分散含有される。ここ
で、10〜80Vol％と限定した理由は、10Vol％未
満では圧縮強度が小さく、80Vol％をこえるとも
ろくなるからである。従つて、この中間層は、圧
縮強度およびもろさの点より鑑みて、補強材を50
〜60Vol％分散含有するのが好適である。プラスチツク外層の外周部分は、磁気記録体、
製紙、繊維、アルミニウム箔等の表面の艶出し、
平滑性及び充填密度等を向上させるため、その平
滑性が厳しく要求される。特に、磁気テープ等の
磁気記録体の場合、画像の録画及び再生をするビ
デオテープの出現によりその平滑性は最もきびし
く要求され、その表面の欠落点は0.5μｍ以下と
いわれている。本発明においても、特に上記した事情を考慮し
て、この補強材は、１つの観点では、プラスチツ
ク外層の表面層を除きかつ内面での割れを防止す
るために裏面層を除いた中間層に分散含有されて
いるのである。他方、本発明者は、更にその表面層に極めて微
細な無機粉末を分散含有させたところ、表面の平
滑性を損うことなく熱伝導性及び圧縮強度を改善
し得ることを確認した。従つて、他の観点ではプ
ラスチツク外層の表面層にさらに極めて微細な無
機粉末を分散含有させているのである。プラスチツク外層の表面層に分散含有させるこ
のプラスチツクよりも耐熱性のすぐれた極めて微
細な無機粉末としては、鉄、銅、フエライト等の
金属粉末、酸化珪素、炭化珪素、シリカ粉末など
が使用される。その粒子径は、主として前記した
理由により0.05μｍ以下である。また、混入量
は、この表面層の全体積の10〜80Vol％である。
このように限定した理由は、10Vol％未満では、
ほとんど熱伝導性及び圧縮強度が改善されず、他
方80Vol％をこえると熱伝導性は向上するがもろ
くなり、高ニツプ圧により割れなどの問題を生ず
る恐れがあるからである。さらに熱伝導性及び圧
縮強度より鑑みて、この無機粉末は50〜60Vol％
分散含有するのが好適である。上記表面層、中間層及び表面層の厚みは、磁気
記録体、製紙、繊維、アルミニウム箔等のカレン
ダー対象物によつて異なるが、例えば磁気テープ
用では表面層の厚みは約２〜５mm、中間層の厚み
は約10〜20mm、裏面層の厚みは約２〜８mmであ
る。一般的に、溶融部の発生位置より鑑みて、中
間層は、外層のニツプ圧による変形が小さい場合
には表面寄りに設けられ、変形が大きい場合には
中央寄りに設けられるのが好ましい。本発明に係るカレンダーロールは、金属製芯体
の周面に、プラスチツク外層のみを有する構成と
する外、プラスチツク外層と表面に例えばらせん
溝を穿設したポリウレタンゴム等の弾性体内層と
の２層構成としてもよく、更に要すれば、弾性体
内層の内側に熱硬化性樹脂含浸の不織布層を設け
た３層構成としてもよい。本発明のカレンダーロールの製造に当つて、好
ましい一つの方法を挙げれば、表面層を形成さす
樹脂のモノマーとその重合用触媒を含む液を回転
成形用円筒金型に注入し、所定時間経過後、中間
層及び裏面層を形成さす樹脂のモノマーとその重
合用触媒並びに補強材との混合物を注入し、回転
加熱さす方法が挙げられる。その際の回転速度は
約600〜1500rpmが好適な範囲である。加熱温度
は樹脂のモノマーの種類によつて異なるが、たと
えばナイロン樹脂のモノマーであるε−カプロラ
クタムの場合は金型内の温度が140〜150℃になる
ように金型を加熱すればよい。かくして上記の方法によれば、樹脂表面層、補
強材を主体として樹脂を含んだ中間層および樹脂
から実質的になる裏面層を極めて簡便に形成する
ことができる。すなわち、上記の方法において
は、表面層が形成される所定時間経過後に、補強
材とモノマー並びに重合用触媒の混合物を注入す
るものであるが、その際の回転遠心力により補強
材を主体として樹脂を含んだ中間層と樹脂から実
質的になる裏面層に分かれ一挙に所望する中間層
と裏面層が形成されるわけである。次いで、このようにして得られた円筒物の内周
面を切削研磨した後、金属製芯体に焼ばめにより
嵌合し、外周面を加工してカレンダーロールとす
る。また、他の好ましい方法をあげれば、内部に芯
体を立設した第１円筒金型の芯体と金型内周面と
の環状空間に、樹脂のモノマーと重合用触媒とを
含む液を注入し、加熱硬化し、芯体を残して脱型
し、外周面を切削して粗面状態とした裏面層とな
る円筒物を形成し、次いでこれを第１円筒金型の
内径より大きな内径を有する第２円筒金型に立設
し、これとこの金型内周面との環状空間に補強剤
と樹脂のモノマーと重合用触媒とを含む混合物を
注入し、加熱硬化し、芯体を残して脱型し、外周
面を切削して粗面状態とした裏面層及び中間層の
一体円筒物を形成し、更にこの円筒物を第２円筒
金型の内面より大きな内径を有する第３円筒金型
に立設し、これとこの金型内周面との環状空間に
樹脂のモノマーと重合用触媒とを含む液を注入
し、加熱硬化して表面層とし、芯体を残して脱型
し、表面層、補強材を分散含有した中間層及び裏
面層が一体化した円筒物を得る。次に、この円筒物を強制脱芯し、その内周面を
加工した後、鉄芯へ焼ばめ等により嵌合し、外周
面を加工してカレンダーロールとする。上記の方法の実施に使用する成型用金型は、そ
の内部にたとえば内周研磨後クロムメツキを施し
たものを用い、樹脂が接着しないようにしたもの
が好ましい。金型の大きさを適宜選択し、たとえ
ば外径約400mm、長さ約2000mm程度のロールを作
ることができる。その他、上記方法の実施に用い
る装置、処理条件は、公知のものから適宜選択
し、利用することができる。本発明は、上記した構成であるから、次のよう
な効果を奏する。１中間層に耐熱性のすぐれた補強材を分散含有
させているので、ロールの自己発熱が少なく熱
膨張、溶融による変形の発生がほとんどない。
加えて、補強材が無機材料の場合には熱伝導性
が良くなり、発生する熱は表面層及び裏面層へ
と移行し、表面及び金属製芯体より放熱され、
温度上昇が抑えられる。２表面層に極めて微細な無機粉末を混入した場
合、表面平滑性を失うことなく更に一層熱伝導
性がよくなり、熱膨張、溶融による変形の発生
がほとんどない。３実質的にプラスチツクのみよりなる裏面層を
有するので、これを有しない場合に比べて、高
ニツプ圧による内周面の亀裂、割れ、摩耗が生
じない。以下、本発明の実施例を添付の図面にもとづき
詳述する。実施例１無水ε−カプロラクタム100重量部（15Kg）80
℃で溶融し、これに金属カリウム0.5モル％を添
加して混合し、120℃に昇温し、さらに助触媒と
してトリレンジイソシアネート0.5モル％を添加
して混合した液を、内径320mm、長さ1500mmの内
周面研磨後クロームメツキ処理のなされた回転成
形用円筒金型の円筒状キヤビテイに注入し、金属
を密閉して140〜150℃の温度でで800RPMで回転
させ、所定時間経過後にこの金型を開き、次いで
無水のε−カプロラクタム200重量部（30Kg）を
80℃で溶融しこれに金属カリウム0.5モル％を添
加して混合したあと平均粒径30μｍのガラスビー
ズ200重量部（30Kg）〔商品名GB731B、東芝バロ
テイーニ(株)製〕を添加し120℃に昇温し、さらに
助触媒としてトリレンジイソシアネート0.5モル
％を添加して混合した混合液をこの金型内部へ注
入し、この金型を密閉して140〜150℃の温度で
800RPMで回転成形し、所定時間重合硬化させ
た。重合硬化完了後、脱型して中間層にガラスビ
ーズを分散含有させたナイロン円筒を得た。このようにして得られたナイロン円筒の内周面
を切削研磨して外径300mm、内径250mm、長さ1200
mmのナイロン円筒とし、これを面長1150mm、長さ
2100mmの鉄芯に加熱して焼ばめした。第１図はこのようにして得られたカレンダーロ
ール１を示す。図中２は厚さ５mmの表面層、３は
ガラスビーズ４を分散含有した厚さ15mmの中間
層、５は厚さ５mmの裏面層、６は鉄芯、７はフラ
ンジである。実施例２内径320mm、長さ1500mmの内周面研磨後クロー
ムメツキ処理のなされた回転成形用円筒金型の内
部へ、無水のε−カプロラクタム100重量部（15
Kg）を80℃で溶融し、これに金属カリウム0.5モ
ル％を添加して混合し平均粒径0.05μｍの酸化ア
ルミニウム50重量部（7.5Kg）〔商品名アルミクロ
ンAlumikron−0.05B不二見研磨材工業(株)〕を添
加し120℃に昇温しそののち助触媒としてトリレ
ンジイソシアネート0.5モル％を添加して混合し
た液を注入し、この金型を密閉して140〜150℃の
温度で800RPMで回転させ、所定時間経過後にこ
の金型を開き、次いで無水のε−カプロラクタム
200重量部（30Kg）を80℃で溶融してこれに金属
カリウム0.5モル％を添加して混合したあと平均
粒径0.1mmの銅粉末400重量部（60Kg）を添加し
120℃に昇温しそののち助触媒としてトリレンジ
イソシアネート0.5モル％を添加して混合した混
合液をこの金型内部へ注入し、この金型を密閉し
て140〜150℃の温度で800RPMで回転成形し、所
定時間重合硬化させた。重合硬化完了後、脱型し
て表面層に酸化アルミニウムを中間層に銅粉末を
それぞれ分散含有させたナイロン円筒を得た。このようにして得られたナイロン円筒の内周面
を切削研磨して外径300mm、内径250mm、長さ1200
mmのナイロン円筒とし、これを面長1150mm、長さ
2100mmの鉄芯に加熱して焼ばめした。第２図はこのようにして得られたカレンダーロ
ール２１を示す。図中２２は酸化アルミニウム２
０を分散含有した厚さ５mmの表面層、２３は銅粉
末２４を分散含有した厚さ15mmの中間層、２５は
厚さ５mmの裏面層、２６は鉄芯、２７はフランジ
である。上記実施例１および実施例２のロールと補強材
の混入されていないナイロン層よりなるカレンダ
ーロール（ナイロン・ロール）とについて、磁気
テープ用カレンダーロールとして安定して使用で
きる走行条件を調べたところ、第１表の結果であ
つた。

【表】第１表より明らかなように、本発明のロール
が、ニツプ圧、カレンダースピードともにすぐれ
ており、特に実施例２のロールではロール硬度が
高く好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明カレンダーロールの一実施例の
縦断面図、第２図は他の実施例の縦断面図であ
る。１，２１……カレンダーロール、２，２２……
表面層、２０……酸化アルミニウム、３，２３…
…中間層、４……ガラスビーズ、２４……銅粉
末、５，２５……裏面層、６，２６……鉄芯。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも、シヨアーＤ硬度70゜以上のプラ
スチツク外層を有し、その外層中の表面層及び裏
面層を除いた中間層に、前記プラスチツクよりも
耐熱性のすぐれた補強材を分散含有させたカレン
ダーロール。２少なくとも、シヨアーＤ硬度70゜以上のプラ
スチツク外層を有し、その外層中の表面層及び裏
面層を除いた中間層に、前記プラスチツクよりも
耐熱性のすぐれた補強材を分散含有させ、かつ前
記表面層に前記プラスチツクよりも耐熱性のすぐ
れた極めて微細な無機粉末を分散含有させてなる
カレンダーロール。