KR20200035918A - 탄성 롤, 닙 롤 및 반송장치 - Google Patents

Abstract

내약액성이 높고, 롤 경도의 최적화가 가능한 탄성 롤을 제공한다. 이것에 의해 약액이 부착되는 환경에서도 장기간 사용가능한 닙 롤, 반송장치를 제공한다. 본 발명의 탄성 롤은 롤심과, 상기 롤심의 롤 길이방향과 평행한 외주면을 덮는 내층 적층체와, 상기 내층 적층체의 외주면을 덮는 통 형상부와, 상기 통 형상부로부터 연접하여 이루어지고, 상기 내층 적층체의 롤 길이방향과 수직한 양 끝면을 덮음과 아울러 상기 롤심과 접촉해서 설치되는 엣지부를 구비하는 표층 엘라스토머와, 상기 표층 엘라스토머의 상기 엣지부를 상기 롤심을 향해서 압박하는 끝부 밀봉 구조체를 갖는다.

Description

탄성 롤, 닙 롤 및 반송장치

본 발명은 탄성 롤 및 이것을 사용한 닙 롤 및 반송장치에 관한 것이다.

종이나 플라스틱 필름으로 예시되는 웹 형상 기재에 대해서, 각종의 약액 처리가 행해지는 경우가 있다. 예를 들면 도금욕에 기재를 통과시켜서 전해 도금을 행하는 공정이나, 약액을 도포하는 웨트 코팅 공정 등이 예시된다. 또한, 웨트 코팅 공정을 통과한 후에 기재에 남은 약액을 제거하는 공정도 포함하고, 물이나 세정액 등을 이용하여 웹 형상 기재의 세정을 행하는 웨트 세정 공정 등이 있다. 이하, 이들 웨트 코팅 공정과 웨트 세정 공정을 포함해서 전체로 웨트 반송 공정이라고 호칭한다.

웹 형상 기재는 약액에 침지된 채로 제품화되는 경우는 거의 없고, 건조 상태로 제품화되는 경우가 일반적이다. 웨트 반송 공정을 통과한 웹 형상 기재는 약액을 제거하고 건조하여 다음 공정으로 반송된다. 여기에서, 웨트 반송 공정의 출구로부터 건조될 때까지의 일례를 모식화한 도 6을 이용하여 개요를 설명한다. 도 6은 웹 형상 기재가 웨트 반송 공정의 출구로부터 반출되어 건조될 때까지의 모식도이다. 웨트 반송 공정(4)에서 약액 처리를 실시한 웹 형상 기재(1)는 웨트 반송 공정(4)에서 사용된 약액을 수반하면서 반송된다. 그 수반된 약액을 액제거 롤(2)에 의해 긁어낸다. 그 후, 건조장치(3)에 의해 웹 형상 기재(1)는 건조되고, 가이드 롤(5)을 통해서 다음 공정으로 반송되어 간다. 여기에서, 액제거 롤(2)은 웹 형상 기재(1)의 폭방향 전체에 접압을 부여함으로써 액제거 효율을 높일 수 있기 때문에, 탄성 롤을 이용하여 닙핑하는 구성이 적합하게 사용된다. 탄성 롤에는 적당한 유연성, 사용되는 약액에 대한 내구성, 내마모성 등의 복수의 특성을 동시에 발현하는 것이 요구되기 때문에, 필요한 부위에서 필요한 기능이 발현되도록 다층 구조의 엘라스토머를 이용하여 설계되는 것이 일반적이다.

특허문헌 1에는, 일반적인 다층 구조 탄성 롤의 구성이 종래 기술로서 나타내어져 있다. 그 구조를 도 7(a)에 나타낸다. 샤프트(301)에 고무 탄성체(302)를 권취하고, 그 외주에 합성 수지층(303)이 코팅되어 있다. 이렇게 구성함으로써, 합성수지층(303)에 약액에 대한 내구성을 갖게 하고, 또한 고무 탄성체층(302)에 의해 필요한 유연성을 부여할 수 있다. 그러나, 롤 양끝은 고무 탄성체층(302)이 노출되어 있고, 고무 탄성체(302)를 침해하는 약액을 사용할 때에는 노출부로부터 고무 탄성체층(302)이 파괴되는 것으로 된다. 이것을 방지하기 위해서, 특허문헌 1의 발명에서는, 도 7(b)에 도시되는 바와 같이, 고무 탄성체층(302)의 양 끝면까지 합성수지층(303)으로 피복하고, 또한 피복 부재(304)를 고정함으로써 양 끝면으로부터의 파괴의 진행을 방지하고 있다.

특허문헌 2에는, 롤심(311)의 외주부에 탄성체층(312)과, 탄성체층(312)의 외주부에 가스 배리어성을 갖는 이형층(313)을 설치한 롤이 제안되어 있다. 그 구조를 도 8에 나타낸다. 탄성체층(312)의 양 끝면의 가스 배리어성을 확보하기 위해서, 가스 배리어 성능을 갖는 밀봉판(314)을 고정하는 고정판(315)을 설치하고 있다. 이렇게 구성함으로써, 탄성체층(312)로부터의 아웃 가스를 밖으로 누설되지 않도록 하고 있다.

일본 특허공개 2000-330374호 공보 일본 특허공개 2007-193059호 공보

특허문헌 1에 개시되어 있는 구성에 있어서, 합성수지층(303)이 샤프트 재질에 대해서 접착성이 나쁠 경우, 합성수지층(303)과 샤프트(301) 사이로부터의 약액의 침입을 방지할 수 없다. 또한, 피복 부재(304)를 밀착시키는 힘을 크게 할 수 없는 구조이어서, 밀봉 성능은 낮다. 이 때문에 약액에 대한 내구성이 낮은 재료를 내층측의 탄성체층(302)으로서 사용한 경우에는 내층이 약액에 의해 파괴될 가능성이 높다.

특허문헌 2에 개시되어 있는 구성에 있어서는, 이형층(313)과 밀봉판(314)이 별도의 부재로 되어 있고, 밀봉판(314)을 밀착시키기 위해서 볼트(316)의 체결력을 강하게 해도, 고정판(315)의 위치가 밀봉판(314)을 찌그러트리는 방법에 의해 변화되기 때문에, 롤 둘레방향에서 탄성층(312)의 압축력에 불균일이 발생하여, 균일하게 밀봉하는 것이 어려워서 약액의 침입을 방지하는 것이 어렵다.

이상과 같이, 종래 기술에서는 약액의 내층에의 침입을 완전하게 방지할 수 없기 때문에, 내층에 약액에 대한 내구성이 낮은 재료를 사용할 수 없거나, 또는 사용했을 경우에 수명이 짧아진다고 하는 과제가 있어서, 재료 선택의 폭이 좁아서 요구 기능을 고수준으로 만족시킬 수 있는 구성을 얻는 것이 곤란했다.

그래서, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 약액에 대한 내구성을 고려하지 않고 각종 기능에 따른 내층 탄성체의 재료를 선택할 수 있도록 하여, 내약품성이나 롤 경도 등의 요구 기능을 고수준으로 만족시킬 수 있는 탄성 롤을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 탄성 롤은 롤심과, 상기 롤심의 롤 길이방향과 평행한 외주면을 덮는 내층 적층체와, 상기 내층 적층체의 외주면을 덮는 통 형상부와, 상기 통 형상부로부터 연접하여 이루어지고, 상기 내층 적층체의 롤 길이방향과 수직한 양 끝면을 덮음과 아울러 상기 롤심과 접촉해서 설치되는 엣지부를 구비하는 표층 엘라스토머와, 상기 표층 엘라스토머의 상기 엣지부를 상기 롤심을 향해서 압박하는 끝부 밀봉 구조체로 구성된다.

또한, 본 발명의 닙 롤은 본 발명의 탄성 롤을, 약액이 웹 형상 기재에 접촉하는 공정에 있어서 상기 웹 형상 기재의 반송에 따라 수반되는 상기 약액의 액제거에 사용한 것으로서, 내층 적층체가 엘라스토머로 구성되어 있고, 상기 표층 엘라스토머를 구성하는 엘라스토머가 상기 내층 적층체를 구성하는 엘라스토머보다 경도가 높고, 또한 상기 약액에 대한 내성이 높은 재료를 이용하여 구성된다.

또한, 본 발명의 반송장치는 약액을 웹 형상 기재에 접촉시키는 공정을 포함하고, 닙 기구를 구비하고 있고, 상기 닙 기구에 사용되는 닙 롤이 본 발명의 닙 롤이다.

또한, 본 발명에 있어서 「약액」이란, 물, 기름, 유기용제 그 외의 액상 약품류 전반 및 그들의 혼합액, 또는 고형 약품을 용매에 용해한 용액을 말한다.

본 발명에 의하면, 내약품성이나 내마모성 등 롤 표면에 요구되는 기능과, 유연성 등의 탄성체에 요구되는 기능을 고수준으로 최적화할 수 있는 탄성 롤을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 탄성 롤을 이용하여 고품질이고 또한 장수명의 닙 롤, 및 그 닙 롤을 사용한 반송장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명을 닙 롤에 적용한 실시형태의 주요 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명을 닙 롤에 적용한 다른 실시형태의 주요 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명을 닙 롤에 적용한 다른 실시형태의 주요 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명을 닙 롤에 적용한 다른 실시형태의 주요 구성을 나타낸 단면도이며, 밀봉 부재를 압박하고 있지 않은 상태의 단면도(도 4(a)) 및 밀봉 부재를 압박하고 있는 상태의 단면도(도 4(b))이다.
도 5는 본 발명을 닙 롤에 적용한 다른 실시형태의 주요 구성을 나타낸 단면도이며, 밀봉 부재를 압박하고 있지 않은 상태의 단면도(도5 (a)), 밀봉 부재를 압박하고 있는 상태의 단면도(도 5(b))이다.
도 6은 웨트 반송 공정의 출구 근방의 일례의 모식도이다.
도 7은 특허문헌 1에 개시되어 있는 탄성 롤의 주요 구성을 나타낸 도면이며, 도 7(a)은 특허문헌 1에 있어서의 종래 기술, 도 7(b)은 특허문헌 1의 기술이다.
도 8은 특허문헌 2에 개시되어 있는 탄성 롤의 주요 구성을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태의 예를 닙 롤에 적용했을 경우에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명의 탄성 롤을 닙 롤에 적용한 실시형태의 주요 구성을 나타낸 단면도이다. 닙 롤(20)은 롤심(21)과, 롤심(21)의 롤 길이방향과 평행한 외주면을 덮는 내층 적층체(22)와, 내층 적층체(22)의 외주면을 덮는 통 형상부(23a)와, 통 형상부(23a)로부터 연접하여 이루어지고, 내층 적층체(22)의 롤 길이방향과 수직한 양 끝면을 덮음과 아울러 롤심(21)과 접촉해서 설치되는 엣지부(23b)를 구비하는 표층 엘라스토머(23)와, 표층 엘라스토머(23)의 엣지부(23b)를 롤심(21)을 향해서 압박하는 끝부 밀봉 구조체(24)로 구성된다.

롤심(21)의 외주면 중, 롤 길이방향 양 끝부분을 제외하고 내층 적층체(22)가 권취되어 있다. 그리고, 내층 적층체(22)의 외주면 및 롤 길이방향 양 끝면을 덮도록 표층 엘라스토머(23)가 권취되어 있다. 표층 엘라스토머(23)의 엣지부(23b)는 롤심(21)에 접촉하여 있다. 그리고, 이 롤심(21)에 접촉하여 있는 표층 엘라스토머(23)의 엣지부(23b)가 끝부 밀봉 구조체(24)에 의해 롤심(21)에 압박되어 있다.

롤심(21)은 원통 형상의 양끝에 베어링 감합부가 되는 축을 설치한 형상이 일반적이지만, 롤에 요구되는 기능이나 사용 목적 등에 따라 각종의 형상을 사용할 수 있다. 또한, 내부 구조도 마찬가지로 각종 구조를 사용할 수 있다. 재질로서는 플라스틱이나 금속 등의 각종 재질을 사용할 수 있지만, 내구성의 관점으로부터 철이나 스테인리스 등의 금속 소재를 일반적으로 사용하는 경우가 많고, 특히 약액을 사용하는 공정에서 사용되는 경우에는 내식성이 우수한 스테인리스가 적합하게 사용된다.

롤심(21)의 외주면에 권취되는 내층 적층체(22)는 일반적으로는 접착제를 이용하여 롤심(21)에 접착하는 경우가 많기 때문에, 롤심(21)의 재질에 대한 접착성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 재질로서는 필요한 기능에 따라 각종의 플라스틱이나 엘라스토머에서 적당하게 선택해서 사용할 수 있다. 예를 들면 롤의 경도를 낮게 억제하고자 하는 경우에는, 내층 적층체(22)에 저경도화가 가능한 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무, 우레탄 고무, 또는 이들의 적층 고무 등을 사용할 수 있다. 또한, 내층 적층체(22)에 폴리염화비닐이나 ABS 수지 등을 사용함으로써, 표층 엘라스토머(22)의 체적을 저감하면서도 고경도의 롤을 제공할 수 있다.

내층 적층체(22)의 외주면 및 양 끝면을 덮는 표층 엘라스토머(23)는 내층 적층체(22)에 접착되어 있는 것이 바람직하고, 또한 롤심(21)에 대해서도 접착되어 있는 것이 보다 바람직하다. 재질로서는 닙 롤(20)의 표면에 요구되는 기능에 따라 적당하게 선택한다. 그 결과, 표층 엘라스토머(23)의 내층 적층체(22)에 대한 접착성이 좋지 않을 경우에는 내층 적층체(22)의 재질을 변경하는 것이 바람직하다. 접착성은 표층 엘라스토머(23)와 내층 적층체(22)와 접착제의 각각의 상성(相性)에 의해 결정되는 것이 일반적이지만, 여기에서 표층 엘라스토머(23)는 후술하는 바와 같이 웹 형상 기재나 약액에 직접 접촉하기 때문에, 닙 롤(20)의 표면에 요구되는 기능을 최대한 발현하는 것을 최우선으로 해서 재질 선택을 해야 한다. 이렇게 선택한 표층 엘라스토머(23)의 재질에 대해서 접착성이 좋은 재질을 내층 적층체(22)의 재질로서 선택하면 좋다. 또한, 닙 롤(20)의 성능 중 하나인 롤 폭방향의 압박 균일성은 롤심의 외주에 권취되어 있는 적층체 전체의 경도가 낮을수록 양호한 경향을 나타낸다. 그러나, 웹 형상 기재나 약액에 직접 접촉하는 표층 엘라스토머(23)는 약액에 대한 내성이 높은 것이 요구되기 때문에, 재질의 선택이 한정되어 있다. 그 때문에, 내층 적층체(22)를 구성하는 엘라스토머의 경도를 표층 엘라스토머(23)를 구성하는 엘라스토머보다 낮게 하여, 적층체 전체의 경도를 폭넓게 조정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

닙 롤(20)에 물, 기름, 유기용제 등의 약액이 부착되는 환경에서 사용되는 경우에는, 표층 엘라스토머(23)에는 사용되는 약액에 용이하게 침해되지 않는 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 광유가 부착되는 환경에서는 에틸렌프로필렌 고무는 적합하지 않고, 인산 에스테르계 작동유가 부착되는 환경에서는 니트릴 고무 등은 적합하지 않다. 또한, 아크릴산 부틸이나 아세트산, 디클로로벤젠과 같이 다수의 재질을 침해하는 유기용제가 부착되는 환경 하에 있어서는 재질 선택의 여지는 극히 작아서, 사용되는 약액에 대해서 내성을 갖는 재질인 것을 우선적으로 고려해서 선택하지 않을 수 없다. 그 때문에, 롤심(21)에 대한 접착성이 좋지 않은 재질을 선택하지 않을 수 없는 경우가 생긴다. 또한, 접착할 수 있는 경우에도, 표층 엘라스토머(23)와 롤심(21) 사이에 설치한 접착층이 약액에 침해되는 경우도 있다. 그러한 경우에는, 롤심(21)과 표층 엘라스토머(23)의 간극으로부터 약액이 침입하여 내층 적층체(22)가 침해되는 것이 된다.

그래서, 본 발명에 있어서는 롤심(21)과 표층 엘라스토머(23)의 간극으로부터 약액이 침입하는 것을 방지하기 위해서, 끝부 밀봉 구조체(24)에 의해 표층 엘라스토머(23)의 엣지부(23b)를 롤심(21)에 대해서 강하게 압박하는 구조로 하고 있다. 롤심(21)은 강성이 높은 부재이기 때문에, 압박 압력이 해제되어 밀봉 성능이 저하되는 불량을 회피할 수 있다. 끝부 밀봉 구조체(24)의 구성으로서는 엣지부(23b)를 롤심(21)에 압박하는 기능을 발현하는 구성하면 어떤 구조이어도 좋다. 예를 들면 엣지부(23b)의 외경보다 작은 내경의 링 형상의 부재를 부착해도 좋고, 내경을 테이퍼로 한 원통 부재를 삽입하는 구조이어도 좋다.

또한, 끝부 밀봉 구조체(24)를, 밀봉 부재와 가압 기구를 구비하고, 가압 기구가 밀봉 부재를 롤심(21)을 향해서 압박하고, 밀봉 부재가 엣지부(23b)를 롤심(21)을 향해서 압박하는 구조로 해도 좋다. 이러한 구조의 예로서는 소위 호스밴드라고 불리는, 나사를 조이면 내경이 좁아지는 밴드 형상의 구조체로 체결되는 구조가 있다. 밴드 형상의 구조체가 밀봉 부재에, 나사가 가압 기구에, 각각 상당한다.

또한, 끝부 밀봉 구조체(24)에 사용되는 재질로서는 사용되는 약액에 대해서 내성이 있는 재질로 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 1의 형태에서는 표층 엘라스토머(23)의 외형은 평평한 원통 형상이지만, 외경을 래디얼 그래디언트 형상으로 해도 좋고, 끝부를 일정 정도 테이퍼 형상으로 해서 양끝의 외경을 작게 한 형상(이하, 끝부 테이퍼 형상)으로 해도 좋고, 끝부 밀봉 구조체(24)의 최대 외경이 엣지부(23b)의 외경보다 커지지 않도록 단차를 설치한 형상(이하, 홈을 갖는 형상)으로 해도 좋다. 또한, 내층 적층체(22)도 마찬가지로 래디얼 그래디언트 형상, 끝부 테이퍼 형상, 홈을 갖는 형상 등의 각종의 형상을 사용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 탄성 롤을 닙 롤에 적용한 다른 실시형태의 주요 구성을 나타낸 단면도(도 2(a)), 및 도 2(a)에서 흑색 환으로 둘러싸인 부분의 일부 확대도(도 2(b))이다. 닙 롤(20A)은 롤심(21A)의 외주면 중 내층 적층체(22)로 덮여 있지 않은 부분에 끝부를 향해서 축경되도록 단차(211)가 형성되고, 내층 적층체(22)의 양 끝면을 덮는 표층 엘라스토머(23A)의 엣지부(23b)가 롤심(21)의 단차면도 덮어서 롤심(21)에 접촉하는 구성이다. 롤심(21A)의 롤 길이방향과 수직한 끝면에 끝부 밀봉 구조체(24A)를 부착하고 있고, 끝부 밀봉 구조체(24A)는 밀봉 부재(241)와 가압 기구(242)로 구성되어 있다. 밀봉 부재(241)를 볼트 등으로 대표되는 가압 기구(242)에 의해 롤 길이방향으로 롤심(21)을 향해서 압박하고, 이 압박력에 의해 밀봉 부재(241)가 내층 적층체(22)의 양 끝면을 덮고 있는 표층 엘라스토머(23)의 양 끝부, 즉 롤심(21)의 단차면을 덮고 있는 엣지부(23b)를 롤 길이방향으로 롤심(21)의 단차면을 향해서 압박하는 구조로 되어 있다. 이렇게 하여, 표층 엘라스토머(23A)에 의한 롤심(21A)의 단차면에 대한 압박력을 확실히 부여하는 구조로 하고 있다. 이것에 의해, 표층 엘라스토머(23A)와 롤심(21A)의 간극으로부터의 약액의 침입을 방지하고 있다.

또한, 도 3과 같이, 롤심(21B)의 외주면 중 내층 적층체(22)로 덮여 있지 않은 부분의 도중으로부터 외경이 작아지도록 단차(211B)가 형성된 닙 롤(20B)에 있어서도, 끝부 밀봉 구조체(24B)가 표층 엘라스토머(23B)의 엣지부(23b)를 롤심(21B)의 단차면을 향해서 압박하는 구조이면 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 끝부 밀봉 구조체(24B)는 끝부 밀봉 구조체(24A)와 동일한 구성을 갖고 있다.

도 2에 나타내는 닙 롤(20A)에 있어서, 롤심(21A)의 롤 길이방향과 수직한 면으로서 끝부 밀봉 구조체(24A)가 설치되는 면과, 표층 엘라스토머(23A)의 엣지부(23b)의 끝면의 위치 관계는, 도 2(b)에 도시하고 있는 바와 같이, 밀봉 부재(241)로 압박하고 있지 않은 상태에서, 엣지부(23b)의 롤 길이방향의 두께(h3)는 단차(211)의 높이(h4)보다 d만큼 길다. 밀봉 부재(241)는 롤심(21)에 밀착한 상태에서 표층 엘라스토머(23A)를 압축한다. 이것에 의해, 표층 엘라스토머(23A)에 강한 압축력이 발생하고, 표층 엘라스토머(23A)와 롤심(21A)의 밀착력이 향상되어 시일 성능이 향상된다. 또한, 롤심(21A)에 밀봉 부재(241)가 밀착됨으로써 고정 위치가 기계적으로 결정되기 때문에, 표층 엘라스토머(23A)의 롤 둘레방향에서 압축력의 불균일을 작게 억제할 수 있어서, 균일하게 밀봉할 수 있다. 상기 효과는 닙 롤(20B)에 있어서도 마찬가지로 얻을 수 있다. 이하, 밀봉 부재(241)를 롤 길이방향으로 압박했을 때에, 롤심(21A)이 밀봉 부재(241)와 접촉하는 면을 롤심(21)의 접촉면(212)이라고 부른다.

도 8에 나타내고 있는 특허문헌 2의 구조에서는, 고정판(315)을 고정 부재(316)에 의해 기부(311)에 압박함으로써, 밀봉판(314)과 탄성층(312)의 밀착성을 높여서 밀봉 효과를 얻고 있다. 이 방법에서는 고정판(315)의 위치가 밀봉판(314)을 찌그러트리는 방법에 의해 변화되기 때문에, 롤 둘레방향에서 탄성층(312)의 압축력에 불균일이 발생하여 균일하게 밀봉하는 것이 어렵다.

엣지부(23b)의 돌출량(d)은 엣지부(23b)의 두께(h3)가 단차부(211)의 높이(h4)보다 길면, 표층 엘라스토머(23)와 롤심(21)의 충분한 밀착력을 얻을 수 있다. 바람직하게는 0.3mm 이상의 돌출량(d)이 있으면 좋다. 돌출량(d)의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 밀봉 부재(241)를 롤 길이방향으로 압박한 상태에서 롤심(21A)의 접촉면(212)에 밀착시킬 수 있는 범위로 하면 좋고, 표층 엘라스토머(23A)의 재질이나 롤 길이방향으로의 압축력에 의해 적당히 결정할 수 있다.

또한, 닙 롤(20A)에 있어서, 밀봉 부재(241)의 최대 외경(R1)을 표층 엘라스토머(23A)의 외경(R2)보다 작게 함으로써(즉, 밀봉 부재(241)를 그 롤 길이방향의 투영상이 표층 엘라스토머(23A)의 롤 길이방향과 수직한 면의 최외주보다 내측에 포함되는 크기로 함으로써), 닙핑하는 상대의 롤 면장의 쪽이 닙 롤 면장(h5)보다 긴 닙계에도 적용할 수 있도록 되기 때문에 바람직하다. 또한, 표층 엘라스토머(23A)의 엣지부(23b)는 끝부 밀봉 구조체(24A)에 의해 부여되는 압축력에 의해 외경이 팽창함으로써 닙핑하는 상대의 롤에 대한 접압이 국소적으로 상승하는 경우가 있다. 이러한 접압 분포가 되는 것이 바람직하지 않은 용도에 있어서는 표층 엘라스토머(23A)의 엣지부(23b)를 테이퍼링해서 외경을 작게 하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 탄성 롤을 닙 롤에 적용한 다른 실시형태의 주요 구성을 나타낸 단면도이다. 도 4(a)는 밀봉 부재(241D)를 롤심(21D)의 단차면(211)을 향해서 롤 길이방향으로 압박하고 있지 않은 상태, 도 4(b)는 압박하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 4에 나타내는 닙 롤(20D)의 밀봉 부재(241D)는 도 2에 나타내는 닙 롤(20A)의 밀봉 부재(241)에 대해서 외주에 표층 엘라스토머(24A)측으로 돌출하는 환 형상의 돌기(243)를 설치한 것이다. 돌기(243)의 내경(R8)은 단차(211)의 외경(R7)보다 크게 하고 있고, 밀봉 부재(241D)의 내벽(244)이 롤심(21)의 접촉면(212)에 밀착한 상태에서, 표층 엘라스토머(23D)를 돌기(243)분만큼 오목하게 해서 압입하는 구조로 하고 있다. 이것에 의해, 표층 엘라스토머(23D)와 롤심(21D)의 밀착력을 더욱 크게 할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 밀봉 부재(241D)와 롤심(21D) 사이에 심 등의 도시하지 않은 간극 조정 부재를 삽입하면, 돌기(243)를 표층 엘라스토머(23D)에 압입하는 양을 조정할 수 있어서, 표층 엘라스토머(23D)와 롤심(21D)의 밀착력을 조정할 수 있다. 또한, 닙 롤(20D)에 있어서는, 돌기(243)의 돌출량의 분만큼 롤심(21D)의 접촉면(212)보다 표층 엘라스토머(23D)의 끝면을 압입할 수 있기 때문에, 롤심(21D)의 접촉면(212)과 표층 엘라스토머(23D)의 끝면의 위치 관계를 정밀하게 조정하기 위한 가공이 불필요하게 되어, 롤의 설계와 제작이 간단해진다.

도 5는 본 발명의 탄성 롤을 닙 롤에 적용한 또 다른 실시형태의 주요 구성을 나타낸 단면도이다. 도 5(a)는 밀봉 부재(241E)를 롤심(21E)의 단차면을 향해서 롤 길이방향으로 압박하기 전의 상태, 도 5(b)는 압박하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 5에 나타내는 닙 롤(20E)은 엣지부(23b)의 롤 길이방향의 두께(h3)가 단차(211)의 높이(h4)보다 짧다. 그 결과, 롤심(21E)의 단차(211)의 롤 길이방향과 평행한 면에 표층 엘라스토머(23E)에 의해 덮여 있지 않은 노출 부분이 있다. 또한, 밀봉 부재(241E)의 돌기(243E)의 최내경(R8)이 단차(211)의 외경(R7)과 동일한 직경이며, 롤심(21E)의 노출 부분과 돌기(243E)의 내주부가 감합되어 있는 상태에서, 밀봉 부재(241E)의 돌기(243E)가 표층 엘라스토머(23E)의 엣지부(23b)를 롤 길이방향으로 압축하는 구조로 되어 있다. 이것에 의해, 끝부 밀봉 구조체(24E)와 롤심(21E)의 센터링 조정이 용이해져서, 끝부 밀봉 구조체(24E)와 롤심(21E)의 동심도를 높일 수 있어서, 편심이 작은 롤로 할 수 있다.

상기한 본 발명의 탄성 롤을 사용한 닙 롤(20, 20A, 20B, 20D 및 20E)은 사용되는 약액 등에 의해 내층 적층체(22)가 침식되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 약액 처리를 목적으로 한 웹의 반송장치에 있어서 액제거 롤로서 이용함으로써, 장기간 안정적으로 그 기능을 발휘할 수 있다.

본 발명의 탄성 롤은 약액 등에 대한 내성은 표층 엘라스토머(23∼23E)가 담당하므로, 내층 적층체(22)에 약액 등에 대한 내성을 요구할 필요가 없어진다. 그 때문에, 내층 적층체(22)는 롤 경도 등의 특성을 고려해서 최적의 것을 선택할 수 있어서, 내층 적층체(22)의 재료 선택의 폭이 넓어진다. 또한, 표층 엘라스토머(23∼23E)의 엣지부(23b)는 끝부 밀봉 구조체(24∼24E)에 의해 롤심(21∼21E)에 압박되므로, 표층 엘라스토머(23∼23E)와 롤심(21∼21E)의 접착성을 고려할 필요가 없어진다. 그 때문에, 표층 엘라스토머(23∼23E)는 내약액 등의 특성을 고려해서 최적의 것을 선택할 수 있어서, 표층 엘라스토머(23∼23E)의 재료 선택의 폭도 넓어진다. 결과적으로, 본 발명의 탄성 롤은 롤 경도와 약액에 대한 내구성 등의 일반적으로는 상반되는 요구 기능을 고수준으로 양립시킬 수 있다.

상기 실시형태의 설명에 있어서, 본 발명의 탄성 롤을 닙 롤에 적용했을 경우 에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 코팅 롤, 라미네이트 프레스 롤, 반송 롤, 사이징 롤, 맨글 롤, 모세척 롤, 터치 롤, 잉크 롤 등으로서도 사용할 수 있다.

실시예

이하에 나타내는 실시예와 비교예에 의해, 약액에 대한 롤 내구성의 평가를 실시했다.

[실시예 1]

도 4에 나타내는 닙 롤(20D)을 이용하여, 이하의 조건에서 약액에 침지시켜서 회전하는 테스트를 실시했다.

(1) 롤 구조

표층 엘라스토머: 불소계 고무(사용 약액에 대해서 내성이 있는 것)

내층 적층체: 합성 고무(사용 약액에 대해서 내성이 없는 것)

롤심: SUS 316

돌기 돌출량: 0.5mm

(2) 침지 조건

약액: 디클로로벤젠

침지 시간: 2주간

실험 결과, 닙 롤(20D)의 실험 전후의 체적 변화율은 1% 미만이었다. 체적 변화율은 실험 전후의 엘라스토머 부분의 체적을 구하고, 하기식에 의해 산출했다.

체적 변화율(%) = {(실험 후의 엘라스토머 부분의 체적)-(실험 전의 엘라스토머 부분의 체적)}/(실험 전의 엘라스토머 부분의 체적)×100

엘라스토머 부분의 체적은 표층 엘라스토머의 평균 외경과 롤심 외경으로부터 엘라스토머 부분의 단면적을 구하고, 엘라스토머 부분의 단면적과 표층 엘라스토머의 롤 길이방향 길이의 곱을 엘라스토머 부분(표층 엘라스토머 및 내층 적층체)의 체적으로 했다. 표층 엘라스토머의 평균 외경은 롤 길이방향의 길이를 100등분한 피치로, 롤 길이방향의 위치를 변경하면서 측정한 외경의 평균치로 했다.

[실시예 2]

도 2에 나타내는 닙 롤(20A)을 이용하고, 롤 구성을 이하와 같이 하고, 실시예 1과 같은 침지 조건에서 실험을 실시했다.

(1) 롤 구조

표층 엘라스토머: 불소계 고무(사용 약액에 대해서 내성이 있는 것)

내층 적층체: 합성 고무(사용 약액에 대해서 내성이 없는 것)

롤심: SUS 316

표층 엘라스토머 돌출량(도 2 중의 부호 d): 0.3mm

실험 결과, 실험 전후의 체적 변화율은 1% 미만이었다.

[실시예 3]

도 1에 나타내는 닙 롤(20)을 사용하고, 롤 구성을 이하와 같이 하고, 실시예 1과 같은 침지 조건에서 실험을 실시한다.

(1) 롤 구조

표층 엘라스토머: 불소계 고무(사용 약액에 대해서 내성이 있는 것)

내층 적층체: 합성 고무(사용 약액에 대해서 내성이 없는 것)

롤심: SUS 316

표층 엘라스토머는 사용 약액에 대해서 충분한 내성이 있는 것을 알 수 있다. 끝부 밀봉 구조체에 의해 충분한 압력을 가해서 표층 엘라스토머를 롤심에 압박함으로써, 사용 약액이 내층 적층체에까지 침입하지 않기 때문에, 체적 변화율은 1% 미만으로 억제되었다.

[비교예 1]

끝부 밀봉 구조체를 제거한 것 이외에는 실시예 1과 같은 실험을 실시한 결과, 체적 변화율은 5%를 초과했다.

[비교예 2]

도 8에 나타내는 롤을 이용하고, 롤 구성을 이하와 같이 하고, 실시예 1과 같은 침지 조건에서 실험을 실시했다.

(1) 롤 구성

이형층(표층 엘라스토머): 불소계 고무(사용 약액에 대해서 내성이 있는 것)

탄성층(내층 적층체): 합성 고무(사용 약액에 대해서 내성이 없는 것)

밀봉판: 불소계 고무(사용 약액에 대해서 내성이 있는 것)

롤심: SUS 316

실험 결과, 체적 변화율은 5%를 초과했다.

[비교예 3]

도 8에 나타내는 롤을 이용하여, 롤 구성을 이하와 같이 하고, 실시예 1과 같은 침지 조건에서 실험을 실시했다.

(1) 롤 구성

이형층(표층 엘라스토머): 불소계 고무(사용 약액에 대해서 내성이 있는 것)

탄성층(내층 적층체): 합성 고무(사용 약액에 대해서 내성이 없는 것)

밀봉판: 불소계 수지 코팅(사용 약액에 대해서 내성이 있는 것)

롤심: SUS 316

실험 결과, 체적 변화율은 5%를 초과했다. 또한, 실험 후의 관찰에 있어서 불소계 수지에 균열이 보였다.

[비교예 4]

도 8에 나타내는 롤을 이용하여, 롤 구성을 이하와 같이 하고, 고정판에 환 형상의 돌기를 설치해서 돌기 돌출량의 분만큼 압입하는 구조로 한 바, 고정판을 부착한 시점에서 밀봉판에 균열이 생겼다. 이 균열로부터 사용 약액이 침입해서 내층 적층체가 침해되는 것이 명백했기 때문에 실험을 중지했다.

(1) 롤 구성

이형층(표층 엘라스토머): 불소계 고무(사용 약액에 대해서 내성이 있는 것)

탄성층(내층 적층체): 합성 고무(사용 약액에 대해서 내성이 없는 것)

밀봉판: 불소계 수지 코팅(사용 약액에 대해서 내성이 있는 것)

롤심: SUS 316

(산업상의 이용 가능성)

본 발명은 웹 형상 기재의 약액 처리를 행하는 반송장치에 사용되는 탄성 닙 롤로서 매우 적합하지만, 그 응용 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.

1: 웹 형상 기재
2: 액제거 롤
3: 건조장치
4: 웨트 반송 공정
5: 가이드 롤
d: 돌출량
20, 20A, 20B, 20D, 20E: 닙 롤
21, 21A, 21B, 21D, 21E: 롤심
22: 내층 적층체
23, 23A, 23B, 23D, 23E: 표층 엘라스토머
24, 24A, 24B, 24D, 24E: 끝부 밀봉 구조체
211: 단차
212: 접촉면
241: 밀봉 부재
242: 가압 기구
243, 243E: 돌기
244: 내벽
301: 샤프트
302: 고무 탄성체
303: 합성수지층
304: 피복 부재
311: 롤심(기부)
312: 탄성체층
313: 이형층
314: 밀봉판
315: 고정판
316: 고정 볼트

Claims (10)

1. 롤심과,
   상기 롤심의 롤 길이방향과 평행한 외주면을 덮는 내층 적층체와,
   상기 내층 적층체의 외주면을 덮는 통 형상부와, 상기 통 형상부로부터 연접하여 이루어지고, 상기 내층 적층체의 롤 길이방향과 수직한 양 끝면을 덮음과 아울러 상기 롤심과 접촉해서 설치되는 엣지부를 구비하는 표층 엘라스토머와,
   상기 표층 엘라스토머의 상기 엣지부를 상기 롤심을 향해서 압박하는 끝부 밀봉 구조체를 갖는 탄성 롤.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 끝부 밀봉 구조체가 밀봉 부재와 가압 기구를 구비하고,
   상기 가압 기구가 상기 밀봉 부재를 상기 롤심을 향해서 압박하고,
   상기 밀봉 부재가 상기 내층 적층체의 상기 양 끝면을 덮고 있는 상기 엣지부를 상기 롤심을 향해서 압박하는 탄성 롤.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 롤심이 롤 길이방향의 양 끝부분의 상기 내층 적층체로 덮여 있지 않은 범위에, 롤 길이방향의 끝부를 향해서 축경되는 단차를 갖고 있고,
   상기 표층 엘라스토머의 상기 엣지부가 상기 롤심의 상기 단차의 단차면과 접촉하고 있고,
   상기 밀봉 부재가 상기 표층 엘라스토머의 상기 엣지부를 롤 길이방향으로 상기 단차면을 향해서 압박하는 탄성 롤.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 밀봉 부재가 상기 표층 엘라스토머의 상기 엣지부를 롤 길이방향으로 상기 단차면을 향해서 압박하고 있지 않은 상태에서, 상기 엣지부의 롤 길이방향의 두께는 상기 단차의 높이보다 긴 탄성 롤.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 밀봉 부재는 상기 표층 엘라스토머측으로 돌출하는 환 형상의 돌기를 구비하고 있고,
   상기 가압 기구가 상기 엣지부의 상기 환 형상의 돌기와 접촉하고 있는 부분을 오목하게 하도록, 상기 밀봉 부재를 롤 길이방향을 향해서 압박하는 탄성 롤.
6. 제 5 항에 있어서,
   엣지부의 롤 길이방향의 두께가 상기 단차의 높이보다 짧고, 상기 단차의 롤 길이방향과 평행한 면에 표층 엘라스토머에 의해 덮여 있지 않은 노출 부분이 있고,
   상기 밀봉 부재의 환 형상의 돌기의 최내경이 상기 단차의 외경과 동일한 직경이며, 끝부 밀봉 부재의 내주부와 상기 단차의 노출 부분이 감합되는 탄성 롤.
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밀봉 부재의 롤 길이방향의 투영상이 상기 표층 엘라스토머의 롤 길이방향과 수직한 면의 절단면의 최외주보다 내측에 포함되는 크기인 탄성 롤.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 끝부 밀봉 구조체가 상기 엣지부를 롤 지름방향으로 상기 롤심을 향해서 압박하는 탄성 롤.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 탄성 롤이, 약액이 웹 형상 기재에 접촉하는 공정에 있어서, 상기 웹 형상 기재의 반송에 따라 수반되는 상기 약액의 액제거에 사용되는 닙 롤로서,
   상기 내층 적층체가 엘라스토머로 구성되어 있고, 상기 표층 엘라스토머를 구성하는 엘라스토머보다 경도가 낮고, 또한
   상기 표층 엘라스토머를 구성하는 엘라스토머가 상기 약액에 대한 내성이 높은 닙 롤.
10. 약액을 웹 형상 기재에 접촉시키는 공정을 포함하는 반송장치로서,
    상기 반송장치가 닙 기구를 구비하고 있고,
    상기 닙 기구에 사용되는 닙 롤이 제 9 항에 기재된 닙 롤인 반송장치.

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