KR101537509B1

KR101537509B1 - 접압 롤 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101537509B1
Application number: KR1020130136658A
Authority: KR
Inventors: 도시로 에무라; 신이치 다케무라; 히데유키 고마키; 미쓰히로 이시이
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 에네루기 가부시키가이샤
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2015-07-17
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: JP2014097884A; JP6009328B2; TWI629227B; KR20140063433A; TW201424983A; CN103818756A; CN103818756B

Abstract

접압 롤(1)은 소정의 대향 롤에 대하여 시트를 개재하여 압접되는 접압 롤이다. 접압 롤(1)은 원주면인 외면(2a)을 갖는 중축(2)과, 중축(2)과 동일한 중심선(L)을 갖도록 중축(2)의 외측에 배치되고, 중심선(L)에 평행한 방향에서의 중축(2)의 중앙부(2c)에서 중축(2)과 접합된 원통 형상의 외관(3), 을 구비하고 있다. 중축(2)은 190GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어져 있고, 외관(3)은 100GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어져 있다. 중축(2)의 외면(2a)과 외관(3)의 내면(3b)과의 간격은 외관(3)의 외경×0.10㎜ 이하로 되어 있다.

Description

접압 롤 및 그 제조 방법{CONTACT ROLL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 소정의 대향 롤에 대하여 시트를 개재하여 압접되는 접압 롤, 및 그러한 접압 롤의 제조 방법에 관한 것이다.

플라스틱 필름, 플라스틱 시트, 직물 등의, 두께가 비교적 얇고 기다란 물품(이하, 총칭으로서 「시트」라고 함.)을 제조하는 경우, 여러 공정에 있어서, 원반(原反; 가공하기 전의 롤 형태의 것), 중간 제품 또는 제품으로서, 시트를 연속적으로 송출하는 조작, 또는 인취하는 조작이 행해진다. 이러한 조작에 있어서는, 대향하는 2개의 롤에 의해 시트를 협지(挾持)하면서 상기 롤을 회전시켜서 시트를 송출/인취함으로써, 시트의 주행 속도가 조정되고 그리고/또는 시트에 걸린 장력이 조정된다. 대향하는 1세트의 롤은 전형적으로는 축이 고정된 가이드 롤과, 닙(nip) 롤로 구성된다. 닙 롤은 가동축을 갖고, 상기 가동축에 걸리는 하중에 의해, 시트를 개재하여 가이드 롤에 압접되는 접압 롤이다.

이러한 롤의 사용에 대하여, 「슬리터 공정」을 예로 들어 이하에 설명한다. 슬리터 공정은 폭이 넓은 시트가 롤 형상으로 권취된 중간 제품(원반 롤)으로부터 시트를 조출(繰出:풀어내기, 계속 내보내기)하고, 소정의 폭으로 잘라서(슬릿하여), 잘린 각 시트를 각각 다시 롤 형상으로 권취함으로써, 각 폭의 복수의 제품을 얻는 공정이다. 슬리터 공정에서는 슬리터라고 칭해지는 장치가 사용된다. 이 장치는 원반 롤로부터 시트를 조출하는 조출부와, 조출된 시트를 소정의 폭으로 절단하는 슬리터부와, 소정의 폭으로 절단된 시트를 제품 롤로서 권취하는 권취부를 구비한다. 이러한 장치에서는 조출부에서의 시트의 장력 변동이 슬리터부에 전파되는 것을 방지하기 위하여 가이드 롤과 함께 시트를 협지하는 닙 롤이 조출부와 슬리터부 사이에 배치되는 경우가 있다. 그러한 경우, 닙 롤에는 가이드 롤에 대하여 균일한 하중을 작용시키는 것이 요구된다. 그 이유는, 가이드 롤과 닙 롤로 시트가 균일하게 협지되지 않으면, 슬리터부에서 시트가 폭 방향으로 사행(蛇行;꾸불꾸불 나아감)하거나, 슬리터부에서 시트에 파단(;찢어짐)이 발생할 우려가 있기 때문이다.

그래서, 가이드 롤 등의 대향 롤에 대하여 균일한 하중을 작용시키는 접압 롤로서, 다음과 같은 것이 제안되고 있다. 즉, 소정의 간격을 취하여 중축(中軸) 및 외관(外管)을 이중으로 배치하고, 중앙부에서 중축 및 외관을 서로 고정함으로써, 중축과 외관으로 굴곡을 분리시킨 것이나(예를 들어, 일본 실용신안공보 실공평2-29076호, 일본 공개특허공보 특개평2-66042호, 일본 공개특허공보 특개평8-26535호, 일본 공개특허공보 특개2004-277168호, 및 일본 공개특허공보 특개2010-149983호를 참조), 소정의 간격을 취하여 중축 및 외관을 이중으로 배치하고, 복수의 베어링을 개재하여 중축 및 외관을 연결함으로써, 중축과 외관으로 굴곡을 분리시킨 것이다(예를 들어, 일본 특허공보 특공평6-45410호를 참조). 이들 접압 롤에서는 대향 롤의 굴곡에 따라 외관을 휘게 함으로써, 대향 롤에 대하여 균일한 하중을 작용시키고 있다.

그런데, 예를 들어, 회전 중의 진동을 억제하는 관점에서, 대향 롤의 고유 진동수를 높이기 위하여 대향 롤의 강성이 높아지는 경우가 있다. 그러한 경우에도, 접압 롤에는 고강성화된 대향 롤에 대하여 균일한 하중을 작용시키는 것이 요구된다.

그래서, 본 발명은 고강성화된 대향 롤에 대하여 균일한 하중을 작용시킬 수 있는 접압 롤, 및 그러한 접압 롤의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 접압 롤은 소정의 대향 롤에 대하여 시트를 개재하여 압접되는 접압 롤에 있어서, 원주면인 외면을 갖는 중축과, 중축과 동일한 중심선을 갖도록 중축의 외측에 배치되고, 중심선에 평행한 방향에서의 중축의 중앙부에서 중축과 접합된 원통 형상의 외관을 구비한다. 중축은 190GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어진다. 외관은 100GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어진다. 중축의 외면과 외관의 내면과의 간격은 외관의 외경×0.10mm 이하로 되어 있다.

이 접압 롤에서는 중축이 190GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어지고, 외관이 100GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어진다. 이에 따라, 중축 및 외관의 강성을 적절히 높이면서, 중축 및 외관의 굴곡량(중심선에 평행한 방향에서의 각 위치에서의 굴곡량의 평균치)을 저감할 수 있다. 또한, 중축의 외면과 외관의 내면과의 간격이 외관의 외경×0.10mm 이하로 되어 있다. 이에 따라, 중축 및 외관의 굴곡량, 및 외관의 굴곡차(중심선에 평행한 방향에서의 각 위치에서의 굴곡량의 최대치와 최소치의 차)를 저감할 수 있다. 이상과 같이, 이 접압 롤에 의하면, 중축 및 외관의 굴곡량이 저감되고 또 외관의 굴곡차가 저감되므로, 고강성화된 대향 롤에 대하여 균일한 하중을 작용시킬 수 있다.

또한, 중축의 외면과 외관의 내면과의 간격은 외관의 외경×0.02mm 이상으로 되어 있어도 좋다. 이 구성에 의하면, 중축과 외관이 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 중축은 원통 형상의 부재라도 좋다. 이 구성에 의하면, 접압 롤의 경량화를 도모하면서, 중축의 굴곡량을 적절히 저감할 수 있다.

또한, 중축 및 외관의 적어도 한쪽은 강철로 이루어져 있어도 좋고, 중축 및 외관의 적어도 한쪽은 탄소 섬유 강화 수지로 이루어져 있어도 좋다. 이들 구성에 의하면, 중축 및 외관의 굴곡량을 적절히 저감할 수 있는 동시에, 외관의 굴곡차를 적절히 저감할 수 있다.

또한, 접압 롤은 가이드 롤인 대향 롤과 함께 시트를 협지하는 닙 롤로서 사용되어도 좋다. 이 구성에 의하면, 가이드 롤과 닙 롤로 시트를 균일하게 협지할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 슬리터에서 조출부와 슬리터부 사이에 가이드 롤 및 닙 롤을 배치한 경우에, 슬리터부에서 시트가 폭 방향으로 사행하거나, 슬리터부에서 시트에 파단이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 접압 롤은 외관의 외면에 형성된 도금층을 추가로 구비해도 좋다. 이 구성에 의하면, 시트에 상처 등이 나는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 접압 롤의 제조 방법은 상기 접압 롤의 제조 방법으로써, 2분할된 외관을 준비하는 공정과, 2분할된 외관의 각각에 중축의 양 단부의 각각을 삽입시키고, 중축의 중앙부에서, 2분할된 외관을 맞대어 중축에 접합하는 공정을 구비한다.

이 접압 롤의 제조 방법에 의하면, 중축의 외면과 외관의 내면과의 간격을 외관의 외경×0.10mm 이하의 범위로 작게 한 경우라도, 중앙부에서 서로 고정된 중축 및 외관을 구비하는 접압 롤을 용이하게 또 정밀하게 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 접압 롤이 적용된 슬리터의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 접압 롤의 단면도이다.
도 3은 표 1의 조건하에서의 중심 위치로부터의 거리와 외관의 굴곡량과의 관계를 도시한 그래프이다.
도 4는 표 2의 조건하에서의 중심 위치로부터의 거리와 외관의 굴곡량과의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 표 3의 조건하에서의 중심 위치로부터의 거리와 외관의 굴곡량과의 관계를 도시한 그래프이다.

적합한 실시예의 설명

이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 접압 롤이 적용된 슬리터의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 슬리터(10)는 조출부(11)와, 슬리터부(12)와, 권취부(13)를 구비하고 있다. 조출부(11)는 원반 롤(R1)로부터 시트(S)를 조출한다. 슬리터부(12)는 조출부(11)에 의해 조출된 시트(S)를 소정의 폭으로 절단한다. 권취부(13)는 슬리터부(12)에 의해 소정의 폭으로 절단된 시트(S)를 제품 롤(R2)로서 권취한다. 슬리터(10)에 있어서, 시트(S)는 복수의 반송 롤(14)에 의해, 소정의 반송 경로를 따라 반송된다. 또한, 시트(S)는 예를 들어, 플라스틱 필름, 적층 필름, 금속박, 직물 등이다.

조출부(11)와 슬리터부(12) 사이의 시트(S)의 반송 경로 상에는 가이드 롤인 대향 롤(15)과 접압 롤(1)이 배치되어 있다. 접압 롤(1)은 대향 롤(15)과 함께 시트(S)를 협지하는 닙 롤이다. 이 대향 롤(15) 및 접압 롤(1)에 의해, 조출부(11)에서의 시트(S)의 장력 변동이 슬리터부(12)에 전파되는 것이 방지된다. 또한, 대향 롤(15)은 예를 들어, 알루미늄 합금, 강철 등의 금속, 고탄성 탄소 섬유를 사용한 탄소 섬유 강화 수지 등, 60GPa 이상 400GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어진다.

권취부(13)에는 콘택트 롤(16)이 형성되어 있다. 콘택트 롤(16)은 권취된 시트(S)를 개재하여 제품 롤(R2)의 코어(C)에 대하여 소정의 압력으로 접촉된다. 이 콘택트 롤(16)에 의해, 제품 롤(R2)에 공기가 유입되는 것이 방지된다. 또한, 코어(C)는 예를 들어, 알루미늄 합금, 강철 등의 금속, 고탄성 탄소 섬유를 사용한 탄소 섬유 강화 수지, 플라스틱, 종이 등으로 이루어진다.

다음으로, 대향 롤(15)에 대하여 시트(S)를 개재하여 압접되는 접압 롤(1)의 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시형태의 접압 롤의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 접압 롤(1)은 원통 형상의 중축(2)과, 중축(2)과 동일한 중심선(L)을 갖도록 중축(2)의 외측에 배치된 원통 형상의 외관(3)을 구비하고 있다. 중축(2)은 원주면인 외면(2a) 및 내면(2b)을 갖는 원통 형상의 부재이다. 중축(2)은 예를 들어, 강철 등의 금속, 고탄성 탄소 섬유를 사용한 탄소 섬유 강화 수지 등, 190GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어진다. 외관(3)은 원주면인 외면(3a) 및 내면(3b)을 갖는 원통 형상의 부재이다. 외관(3)은 예를 들어, 강철 등의 금속, 고탄성 탄소 섬유를 사용한 탄소 섬유 강화 수지 등, 100GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어진다.

중축(2)은 중심선(L)에 평행한 방향에서의 중앙부(2c)에서 확경(擴俓)되어 있고, 외관(3)의 내면(3b)에 감합(嵌合)되어 있다. 이 상태로, 외관(3)은 중축(2)의 중앙부(2c)에 접착 등에 의해 고정되어 있다. 보다 상세하게는, 외관(3)은 2분할된 원통 형상의 부재(3c, 3c)를 갖고 있다. 중축(2)의 중앙부(2c)에서, 2분할된 부재(3c, 3c)가 서로 맞대어진 상태로, 중축(2)에 접합되어 있다.

중축(2)의 외면(2a)(중앙부(2c)를 제외한 부분의 외면)과 외관(3)의 내면(3b)과의 간격은 외관(3)의 외경×0.10㎜ 이하로 되어 있다. 그 한편으로, 중축(2)의 외면(2a)과 외관(3)의 내면(3b)과의 간격은 외관(3)의 외경×0.02㎜ 이상으로 되어 있다. 이와 같이 중축(2)의 외면(2a)과 외관(3)의 내면(3b) 사이에 클리어런스를 형성함으로써, 중축(2)과 외관(3)에서 굴곡을 분리시킬 수 있다.

또한, 중축(2)과 외관(3)의 접합부가 되는 중앙부(2c)의 길이(이하, 단순히 「길이」라고 한 경우에는, 중심선(L)에 평행한 방향에서의 길이를 의미함.)는 외관(3)의 길이의 5 내지 50%로 할 수 있다. 상기 접합부의 길이가 작을수록, 중축(2)과 외관(3)에서 굴곡이 분리되기 쉬워지므로, 대향 롤(15)과 접압 롤(1)에 의한 시트(S)의 협지의 균일성이 향상되게 된다. 그러나, 상기 접합부의 길이가 5%를 하회하면, 강도 부족 때문에 수명이 짧아지거나, 고유 진동수가 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 접합부의 길이가 50%를 상회하면, 중축(2)과 외관(3)에서 굴곡이 분리되기 어려워지므로, 대향 롤(15)과 접압 롤(1)에 의한 시트(S)의 협지의 균일성이 열화될 우려가 있다.

또한, 중축(2)의 양 단부(2d, 2d)의 각각에는 접압 롤(1)을 중심선(L) 주위로 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(4)이 고정되어 있다. 또한, 외관(3)의 외면(3a)에는 예를 들어 구리, 니켈, 크롬, 철, 알루미늄 등의 금속으로 이루어진 도금층(5)이 형성되어 있다. 이에 의해, 시트(S)에 상처 등이 나는 것을 억제할 수 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 외관(3)의 외면(3a)에는 고무 또는 고무상 탄성체가 피복되어 있는 경우가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 접압 롤(1)에서는 중축(2)이 190GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어지고, 외관(3)이 100GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어진다. 바람직하게는, 중축(2)이 190GPa 이상 350GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어지고, 외관(3)이 120GPa 이상 350GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어진다. 이에 의해, 중축(2) 및 외관(3)의 강성을 적절히 높이면서, 중축(2) 및 외관(3)의 굴곡량(중심선(L)에 평행한 방향에서의 각 위치에서의 굴곡량의 평균치)를 저감할 수 있다. 또한, 중축(2)의 외면(2a)과 외관(3)의 내면(3b)과의 간격이 외관(3)의 외경×0.10㎜ 이하로 되어 있다. 이에 의해, 중축(2) 및 외관(3)의 굴곡량, 및 외관(3)의 굴곡차(중심선(L)에 평행한 방향에서의 각 위치에서의 굴곡량의 최대치와 최소치의 차)를 저감할 수 있다. 여기에서, 외관(3)의 굴곡차는 중축(2) 및 외관(3)의 적어도 한쪽의 외경을 크게 하거나 두께를 크게 함으로써 저감하는 것이 가능하다. 이상과 같이, 접압 롤(1)에 의하면, 중축(2) 및 외관(3)의 굴곡량이 저감되고 또 외관(3)의 굴곡차가 저감된다. 이에 의해, 100GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어진다는 것과 같이 고강성화된 대향 롤(15)에 대하여 균일한 하중을 작용시킬 수 있다. 또한, 중축(2)의 외면(2a)과 외관(3)의 내면(3b)과의 간격을 외관(3)의 외경×0.08㎜ 이하로 하면, 중축(2) 및 외관(30)의 굴곡량, 및 외관(3)의 굴곡차를 보다 한층 저감시킬 수 있다.

또한, 접압 롤(1)에서는 중축(2)의 외면(2a)과 외관(3)의 내면(3b)과의 간격이 외관(3)의 외경×0.02㎜ 이상으로 되어 있다. 이에 의해, 중축(2) 및 외관(3)이 휘어짐에 기인하여 중축(2)과 외관(3)이 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 접압 롤(1)의 제조도 용이해진다.

또한, 접압 롤(1)은 가이드 롤인 대향 롤(15)과 함께 시트(S)를 협지하는 닙 롤로서 사용되고 있다. 이 경우, 슬리터(10)에서는 대향 롤(15)과 접압 롤(1)에서 시트(S)를 균일하게 협지할 수 있다. 이에 의해, 슬리터부(12)에서 시트(S)가 폭 방향으로 사행하거나, 슬리터부(12)에서 시트(S)에 파단이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

여기에서, 닙 롤로서 사용되는 접압 롤(1)에는 이하의 제 1 내지 제 4의 점이 요구된다.

제 1의 점은 시트(S)의 폭 방향에서의 전 범위에 걸쳐 접압 롤(1)이 대향 롤(15) 위의 시트(S)에 밀착하는 동시에, 시트(S)에 대하여 균일한 닙력(nip force)(대향 롤(15) 및 접압 롤(1)이 시트(S)를 협지하는 힘)이 생기는 것이다. 그 이유는, 중심선(L)에 평행한 방향에서의 접압 롤(1)의 어느 위치에서 균일한 닙력이 생기지 않으면, 제품 롤(R2)에 있어서 시트(S) 사이에 유입되는 공기량에 편차가 생겨, 여러가지 권취 결점으로 이어질 우려가 있기 때문이다.

제 2의 점은 접압 롤(1)의 굴곡이 작은 것이다. 그 이유는, 접압 롤(1)이 대향 롤(15)에 대하여 시트(S)를 개재하여 압접되었을 때에, 접압 롤(1)이 휘어져 버리면, 대향 롤(15)에 대하여 원하는 하중보다도 작은 하중을 작용시킴으로써, 접압 롤(1)의 성능을 얻을 수 없는 우려가 있기 때문이다.

제 3의 점은 접압 롤(1)의 고속 성능이 뛰어난 것이다. 즉, 제 3의 점은 접압 롤(1)의 고유 진동수(허용 속도)가 높은 것이다. 그 이유는, 접압 롤(1)의 고유 진동수가 낮으면, 접압 롤(1) 자체가 회전중에 진동할 우려가 있기 때문이다.

제 4의 점은 접압 롤(1)의 제조 비용이 낮은 것이다. 그 이유는, 준비해야할 닙 롤의 종류나 수량이 다른 롤에 비하여 많은 것이 일반적이기 때문이다.

상기한 접압 롤(1)에 의하면, 중축(2) 및 외관(3)의 굴곡량이 저감되고 또 외관(3)의 굴곡차가 저감되므로, 제 1의 점 및 제 2의 점이 충족된다.

또한, 중축(2) 및 외관(3)이 고강성화되어 있으므로, 고유 진동수가 높아지고, 그 결과, 제 3의 점도 충족된다. 특히, 중축(2) 및 외관(3)이 탄소 섬유 강화 수지로 이루어지는 경우에는, 중축(2) 및 외관(3)이 경량화되므로, 고유 진동수를 보다 높일 수 있다. 단, 중축(2) 및 외관(3)의 적어도 한쪽이 탄소 섬유 강화 수지로 이루어져 있으면, 중축(2) 및 외관(3)의 굴곡량을 적절하게 저감할 수 있는 동시에, 외관(3)의 굴곡차를 적절히 저감할 수 있다.

또한, 접압 롤(1)의 구성이 단순화되므로, 제 4의 점도 충족된다. 특히, 중축(2) 및 외관(3)이 강철로 이루어진 경우에는, 중축(2) 및 외관(3)의 재료의 비용이 낮아지므로, 접압 롤(1) 자체의 저비용화를 도모할 수 있다. 단, 중축(2) 및 외관(3)의 적어도 한쪽이 강철로 되어 있으면, 중축(2) 및 외관(3)의 굴곡량을 적절히 저감할 수 있는 동시에, 외관(3)의 굴곡차를 적절히 저감할 수 있다.

다음으로, 상기한 접압 롤(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 우선, 2분할된 외관(3)(즉, 부재(3c, 3c))을 준비한다. 이어서, 2분할된 외관(3)의 각각에 중축(2)의 양단부(2d, 2d)의 각각을 삽입시키고, 중축(2)의 중앙부(2c)에서, 2분할된 외관(3)을 맞댄다. 그리고, 그 상태로, 외관(3)을 중축(2)의 중앙부(2c)에 접착 등에 의해 고정함으로써, 중축(2)의 중앙부(2c)에서, 2분할된 외관(3)을 중축(2)에 접합한다.

이 접압 롤(1)의 제조 방법에 의하면, 중축(2)의 외면(2a)과 외관(3)의 내면(3b)과의 간격을 외관(3)의 외경×0.10㎜ 이하의 범위로 작게 한 경우라도, 중앙부(2c)에서 서로 고정된 중축(2) 및 외관(3)을 구비하는 접압 롤(1)을 용이하게 또한 정밀하게 제조할 수 있다. 보다 구체적으로는, 중축(2) 및 외관(3)의 중심 조절이 용이하기 때문에, 편심이 작은 접압 롤(1)을 제조할 수 있다. 또한, 심금(芯金)(중축(2))의 굴곡이 작기 때문에, 정밀한 접압 롤(1)을 제조할 수 있다.

또한, 접압 롤(1)에서는 중축(2)의 외면(2a)과 외관(3)의 내면(3b)과의 간격이 외관의 외경×0.02㎜ 이상이 되기 때문에, 2분할된 외관(3)의 각각에 중축(2)의 양 단부(2d, 2d)의 각각을 용이하게 삽입시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 중축(2)은 원통 형상의 부재에 한정되지 않고, 중실(中實) 원주 형상의 부재여도 좋다. 단, 중축(2)이 원통 형상의 부재이면, 접압 롤(1)의 경량화를 도모하면서, 중축(2)의 굴곡량을 적절히 저감할 수 있다. 또한, 접압 롤(1)은 가이드 롤인 대향 롤(15)과 함께 시트(S)를 협지하는 닙 롤로서 사용되는 것에 한정되지 않는다. 접압 롤(1)은 예를 들어, 상기한 슬리터(10)의 콘택트 롤(16) 등, 다른 용도로 사용되어도 좋다.

상기에서는 주로 슬리터 공정의 예에 대하여 설명했지만, 본 발명의 접압 롤은 시트를 취급하는 그밖의 여러 공정에서도 바람직하게 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 접압 롤이 상기 접압 롤에 대향하는 롤에 대하여 균일한 접압을 부하함으로써, 시트를 안정적으로 처리하는 것이 가능해진다.

그 밖의 예로서는, 시트를 주행 방향에 대하여 연신하는 연신 공정을 들 수 있다. 연신 공정은 연신 시트를 제조하기 위한 공정이다. 연신 공정에서는 원반 롤로부터 원반 시트를 조출하는 조출부와, 조출되는 시트를 협지하는 제 1 닙 롤/가이드 롤과, 시트를 가열하는 수단(열판, 오븐 등)과, 시트를 협지하는 제 2 닙 롤/가이드 롤과, 연신된 시트를 권취하는 권취부가, 이 순서로 상류로부터 하류를 향하여 배치된다. 제 1 닙 롤/가이드 롤의 원주 속도에 대한 제 2 닙 롤/가이드 롤의 원주 속도의 비에 따라, 시트를 가열하는 수단에서 시트가 주행 방향으로 연신된다. 본 발명의 접압 롤을 제 1 및/또는 제 2 닙 롤에 사용함으로써, 시트의 폭 방향에 균일한 접압을 부하할 수 있다. 이에 의해, 시트의 사행이나 국소적인 미끄러짐 등을 억제할 수 있고, 시트의 폭 방향 및 주행 방향에 대하여 균일한 연신이 가능해진다.

또한, 추가로 그 밖의 예로서는, 시트에 인쇄하는 인쇄 공정, 복수 종류의 시트를 접착제에 의해 첩합(貼合)하는 첩합(드라이 라미네이트) 공정 등을 들 수 있다. 본 발명의 접압 롤을 이들 공정에 있어서, 예를 들어 닙 롤로서 사용함으로써, 시트의 사행을 억제할 수 있고, 안정적인 주행 속도, 및 균일하고 안정적인 장력을 얻을 수 있다. 이에 의해, 인쇄 공정에 있어서는 정밀·세밀하고 안정적인 인쇄가 가능해진다. 또한, 첩합 공정에 있어서는 균일하고 안정적인 접착력을 얻을 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

표 1에 기재되는 조건으로 실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2의 접압 롤을 준비하고, 각 접압 롤의 전체 길이에 200kgf(=1.96kN)의 등분포 하중을 작용시켰다. 이에 의해, 각 접압 롤을 닙 롤로서 사용했을 때의 평가 시험(시뮬레이션)을 행하였다. 실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2에 있어서, 접압 롤(외관)의 길이는 3200㎜이고, 외관 및 중축의 재질은 종탄성 계수 294.2GPa의 CFRP(탄소 섬유 강화 수지)이다. 또한, 표 1에서 클리어런스란 중축의 외면과 외관의 내면과의 간격이며, 접합 길이란 중축의 중앙부에서의 중축과 외관과의 접합부의 길이이다(표 2 및 표 3에서도 마찬가지이다.).

표 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 클리어런스를 작게 할수록, 굴곡량 및 굴곡차가 저감되고, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 접압 롤에서는 굴곡량이 1.6㎜를 하회하고, 굴곡차가 0.07㎜를 하회하였다. 단, 클리어런스가 1㎜ 이하가 되면, 접압 롤의 제조가 곤란해지기 때문에, 비교예 1의 접압 롤은 현실적이지 않다. 이 결과로부터, 클리어런스는 외관의 외경×0.10㎜ 이하(실시예 1 내지 4)가 바람직하고, 외관의 외경×0.08㎜ 이하(실시예 1 내지 3)가 보다 바람직하다고 할 수 있다. 그 한편으로, 클리어런스는 외관의 외경×0.02㎜ 이상(실시예 1 내지 4)이 바람직하다고 할 수 있다.

다음으로, 표 2에 기재된 조건으로 실시예 5 내지 10의 접압 롤을 준비하고, 각 접압 롤의 전체 길이에 200kgf(=1.96kN)의 등분포 하중을 작용시켰다. 이에 의해, 각 접압 롤을 닙 롤로서 사용했을 때의 평가 시험(시뮬레이션)을 행하였다. 실시예 5 내지 10에서 접압 롤(외관)의 길이는 3200㎜이다. 실시예 5 및 실시예 6에서는 서로 다른 종탄성 계수를 갖는 CFRP를 외관 및 중축의 재질에 사용하였다. 또한, 실시예 7 내지 10에서는 중축의 두께를 변경하였다.

표 2 및 도 4에 기재된 바와 같이, 중축 및 외관의 재질의 종탄성 계수를 크게 함으로써, 굴곡차가 저감되었다. 여기에서, 도 4의 실시예 6의 그래프에 착목하면, 중축과 외관과의 접합부에서의 굴곡차보다도, 상기 접합부의 양측의 부분에서의 굴곡차가 커져 있다. 중축과 외관과의 접합부에서의 굴곡차를 저감하기 위해서는 중축의 굴곡량을 저감하는 것이 필요하다. 그래서, 실시예 7 내지 10과 같이, 중축의 내경 및 외경을 크게 함으로써, 굴곡차가 0.031㎜까지 저감되었다.

다음으로, 표 3에 기재된 조건으로 실시예 11 내지 18의 접압 롤을 준비하고, 각 접압 롤의 전체 길이에 200kgf(=1.96kN)의 등분포 하중을 작용시켰다. 이에 의해, 각 접압 롤을 닙 롤로서 사용했을 때의 평가 시험(시뮬레이션)을 행하였다. 실시예 11 내지 18에서 접압 롤(외관)의 길이는 2500㎜이다. 실시예 11 및 실시예 12에서는 서로 다른 종탄성 계수를 갖는 CFRP를 외관 및 중축의 재질에 사용하였다. 또한, 실시예 13 내지 15에서는 중축의 두께를 변경하고, 실시예 16 내지 18에서는 외관의 두께를 변경하였다.

표 3 및 도 5에 기재된 바와 같이, 중축 및 외관의 재질의 종탄성 계수를 크게 함으로써, 굴곡차가 저감되었다. 또한, 이 경우에는 외관의 두께를 크게 하는것이, 굴곡량 및 굴곡차를 저감하는데 유효함을 알 수 있었다.

본 발명에 의하면, 고강성화된 대향 롤에 대하여 균일한 하중을 작용시킬 수 있는 접압 롤, 및 그러한 접압 롤의 제조 방법을 제공하는 것이 가능해진다.

Claims

소정의 대향 롤에 대하여 시트를 개재하여 압접되는 접압 롤에 있어서,
원주면인 외면을 갖는 중축과,
상기 중축과 동일한 중심선을 갖도록 상기 중축의 외측에 배치되고, 상기 중심선에 평행한 방향에서의 상기 중축의 중앙부에서 상기 중축과 접합된 원통 형상의 외관을 구비하고,
상기 중축은 190GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어지고,
상기 외관은 100GPa 이상 470GPa 이하의 종탄성 계수를 갖는 재료로 이루어지고,
상기 중축의 상기 외면과 상기 외관의 내면과의 간격은 상기 외관의 외경×0.10mm 이하로 되어 있는, 접압 롤.
제 1 항에 있어서, 상기 중축의 상기 외면과 상기 외관의 상기 내면과의 간격은 상기 외관의 외경×0.02mm 이상으로 되어 있는, 접압 롤.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중축은 원통 형상의 부재인, 접압 롤.
제 1 항에 있어서, 상기 중축 및 상기 외관의 적어도 한쪽은 강철로 이루어진, 접압 롤.
제 1 항에 있어서, 상기 중축 및 상기 외관의 적어도 한쪽은 탄소 섬유 강화 수지로 이루어진, 접압 롤.
제 1 항에 있어서, 가이드 롤인 상기 대향 롤과 함께 상기 시트를 협지(挾持)하는 닙 롤로서 사용되는, 접압 롤.
제 1 항에 있어서, 상기 외관의 외면에 형성된 도금층을 추가로 구비하는, 접압 롤.
제 1 항에 기재된 접압 롤의 제조 방법에 있어서,
2분할된 상기 외관을 준비하는 공정과,
2분할된 상기 외관의 각각에 상기 중축의 양 단부의 각각을 삽입시키고, 상기 중축의 상기 중앙부에서, 2분할된 상기 외관을 맞대어 상기 중축에 접합하는 공정을 구비하는, 접압 롤의 제조 방법.