(57)【要約】繊維補強樹脂ロール（１）は、ロール芯（２）と、該ロール芯（２）の外周上に下巻層（３）を介して形成された被覆層４とを備える。被覆層（４）は、無機繊維を主体とする繊維材料（６）を含む。繊維材料（６）は、被覆層（４）中に均一に分散される。被覆層（４）は、上記繊維材料（６）をバインダーで結合したテープ状の不織繊維集合体に液状の熱硬化性樹脂材料を含浸したものを下巻層（３）上に巻き付けることにより形成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール芯（２）と、
前記ロール芯（２）の外周上に直接あるいは下巻層（３）を介して形成され、無機繊維を主体とする繊維材料（６）を含む熱硬化性樹脂からなる被覆層（４）とを備え、
前記被覆層（４）に前記繊維材料（６）が均一に分散した、繊維補強樹脂ロール。
【請求項２】
前記被覆層（４）中の前記繊維材料（６）の密度が２ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下である、請求項１に記載の繊維補強樹脂ロール。
【請求項３】
前記被覆層（４）は、前記繊維材料（６）をバインダーで結合したテープ状の不織繊維集合体に熱硬化性樹脂材料を含浸したものを巻き付けることにより形成されている、請求項１に記載の繊維補強樹脂ロール。
【請求項４】
前記繊維材料（６）は、当該繊維補強樹脂ロールの面方向に配向している、請求項１に記載の繊維補強樹脂ロール。
【請求項５】
前記下巻層（３）および被覆層（４）の厚みの合計が、３ｍｍ〜１５ｍｍである、請求項１に記載の繊維補強樹脂ロール。
【請求項６】
前記ロール芯（２）は、内部からの加熱または冷却を行なうことのできる加熱および／または冷却手段を有する、請求項１に記載の繊維補強樹脂ロール。
【請求項７】
繊維材料（６）を含むテープ状の不織繊維集合体を順次移送しながら該不織繊維集合体に液状の熱硬化性樹脂材料を含浸する工程と、
前記不織繊維集合体を、直接あるいは下巻層を介して、ロール芯（２）の外周上に巻き付ける工程と、
前記熱硬化性樹脂材料を硬化させる工程とを備える、繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項８】
前記不織繊維集合体は、前記繊維材料（６）をバインダーで結合したものである、請求項７に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項９】
前記繊維材料（６）は、無機繊維を主体に含む、請求項７に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項１０】
前記熱硬化性樹脂材料を含浸した前記不織繊維集合体の移送中と前記ロール芯（２）への巻き付け時の少なくとも一方において、当該不織繊維集合体に含浸した熱硬化性樹脂材料の粘度を低下させる工程をさらに備える、請求項７に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項１１】
前記不織繊維集合体は、５０Ｎ／１５ｍｍ以上の長さ方向引張強度を有する、請求項７に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項１２】
前記不織繊維集合体は、３０ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下の坪量を有する、請求項７に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項１３】
前記不織繊維集合体は、前記繊維材料を抄造したものである、請求項７に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項１４】
前記繊維材料はガラス繊維である、請求項７に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項１５】
前記熱硬化性樹脂は無機充填材を含む、請求項７に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項１６】
前記無機充填材はシリカ粉末を含む、請求項１５に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【請求項１７】
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂である、請求項７に記載の繊維補強樹脂ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、たとえば製紙、製鉄、フィルム、繊維等の各種工業において使用される繊維補強樹脂ロールおよびその製造方法に関し、より特定的には、製紙用カレンダーロール、製紙用プレスロール、繊維用カレンダーロール、磁気記録媒体製造用カレンダーロール等として使用される大型で硬質の繊維補強樹脂ロールおよびその製造方法に関する。
背景技術
テープ状の不織布を順次移送しながら不織布に熱硬化性樹脂材料を含浸し、ロール芯の外側に巻き付け、硬化させることにより大型で硬質の繊維補強樹脂ロールを製造する方法は公知である（特公昭５９−２５８８６号公報、特開昭６１−１４４４２２号公報、特開昭４９−５５９０５号公報、特開昭４７−１０１５９号公報）。
現在実用化されている繊維補強樹脂ロールの多くは、ポリアミド、ポリエステル等の有機繊維からなる不織布に熱硬化性樹脂を含浸させ、ロール芯の外周に巻き付けて製造されたものである。熱硬化性樹脂に無機粉末の充填材を混入する場合もある。しかし、有機繊維の不織布を使用したロールは、表面に傷がつきやすく表面の強度を上げるのに限界があった。
特公昭５９−２５８８６号公報には、ロール芯の外周に繊維補強層を形成し、更にこの補強層の外周に熱硬化性樹脂と微細な無機粉末との混合物を含浸した不織布層を形成し、繊維補強層がロール芯の外周および不織布層と一体的に結合してなる硬質ロールが開示されている。
不織布層を構成する繊維としては、有機繊維および無機繊維が挙げられているが、実施例の記載において具体的に使用されているのは有機繊維のみであり、無機繊維の不織布を用いて硬質ロールを製造する方法については具体的に示されていない。有機繊維の不織布を用いたロールは、上記のとおり表面に傷が付きやすく、表面の強度を上げるのには限界があった。
他方、無機繊維の不織布は、一般的に、有機繊維の不織布に比べて柔軟性がなく、また引張力に対して繊維がばらけやすいため、ロール芯の外側に巻き付けるのが非常に困難であった。
また、特表２００１−５０５２６２号公報には、ロール本体上へ熱可塑性樹脂を含浸した繊維を数層に巻く抄紙機用ロールの製造方法が開示されている。繊維材料は、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維といった無機繊維が示されている。
この抄紙機用ロールの製造においては、連続する繊維マットに押出し機にて熱可塑性樹脂を含浸し、この含浸済バンドでロール本体を覆い、含浸済バンドがロール面へ付着する直前に当該バンドが加熱される。
しかしながら、この方法では、使用する樹脂が熱可塑性樹脂であるため、例えロールに付着する直前に樹脂含浸済バンドを加熱したとしても、高分子である熱可塑性樹脂の粘度はある程度は下がっても液状にはならず、樹脂を繊維材料に完全に含浸することはできない。
このために次のような問題がある。すなわち、繊維材料に熱可塑性樹脂が十分に含浸しないことから、バンド間を完全に融合してロールに成形するのが困難である。またロールに成形できたとしても、できあがったロールは繊維材料が複数層に積層した構造になってしまい、均一なロールとすることができない。
さらに、繊維材料に熱可塑性樹脂が十分に含浸しないことから、繊維材料中に存在するエアを樹脂の含浸によって完全に追い出すことができず、出来あがったロールは内部にエアを含むものとなってしまう。ロールの内部が不均一であったりエアを含んでいたりすると、ロールの品質が悪くなる上、使用時にロールが破損する原因となる。
熱硬化性樹脂を使用する場合であっても、強度的に優れたロールを製造しようとすると、含浸する液状の熱硬化性樹脂材料は比較的粘度が高いものを選択する必要がある。樹脂の粘度が高いと、テープ状繊維集合体中の空気を追い出して十分に含浸させるのは困難となる。
特に、硬質の繊維補強樹脂ロールを製造しようとすると、無機充填材を混合することが好ましいが、無機充填材を混合すると、樹脂の粘度が更に高くなり、テープ状繊維集合体への含浸が一層困難となる。テープ状繊維集合体への含浸が不十分であると、できあがったロールは内部にエアを含むものとなってしまい、使用時にロールが破損する原因となる。
発明の開示
それゆえに、この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、表面の強度に優れ、傷やクラックが入りにくい繊維補強樹脂ロールを提供することにある。
この発明の他の目的は、被覆層中に繊維材料が均一に分散し、なおかつ内部にエアを含まない繊維補強樹脂ロールを提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、液状の熱硬化性樹脂材料を含浸した無機繊維をロール芯の外側に容易に巻き付けることのできる繊維補強樹脂ロールの製造方法を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、ロール芯の外側に巻き付ける不織繊維集合体に液状の熱硬化性樹脂材料を十分に含浸させることができる繊維補強樹脂ロールの製造方法を提供することにある。
この発明に係る繊維補強樹脂ロールは、ロール芯と、該ロール芯の外周上に直接あるいは下巻層を介して形成され、無機繊維を主体とする繊維材料を含む熱硬化性樹脂からなる被覆層とを備える。繊維材料は、被覆層中に均一に分散する。ここで、「均一」とは、厚み方向にほぼ均等に繊維材料が分散しているということを意味する。
上記のように繊維材料として無機繊維を主体とするものを使用し、被覆層に上記繊維材料を均一に分散させることで、ロール表面の強度を向上することができ、傷やクラックが入りにくい繊維補強樹脂ロールが得られる。
上記被覆層中の繊維材料の密度は、好ましくは２ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下である。さらに好ましくは、５ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下である。
このように被覆層における繊維材料の密度を２ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下とすることにより、表面の強度に優れ、傷やクラックが入りにくい繊維補強樹脂ロールが得られる。繊維材料の密度が上記範囲よりも低いと、繊維材料による補強効果があまり期待できなくなる。一方、繊維材料の密度が上記範囲よりも高い場合は、熱硬化性樹脂を充分に含浸させてエアを含まない樹脂層とするのが難しくなる。
また、被覆層中に繊維材料が均一に分散し、表面の強度に優れ、傷やクラックが入りにくい繊維補強樹脂ロールを得るためには、繊維材料の長さが３ｍｍ〜５０ｍｍの範囲にあるのが好ましい。
被覆層は、一つの実施形態では、無機繊維を主体とする繊維材料をバインダーで結合したテープ状の不織繊維集合体に熱硬化性樹脂材料を含浸したものをロール芯上に巻き付けることにより形成されている。
上記のように無機繊維を主体とする繊維材料をバインダーで結合したテープ状の不織繊維集合体を用いることにより、無機繊維を使用しているにもかかわらず、熱硬化性樹脂を含浸した不織繊維集合体は、ロール芯の外側に巻き付ける際にも充分な引張強度を有し、巻き付けの作業が容易となる。それにより、熱硬化性樹脂からなる被覆層中に無機繊維を均一に分散させることができ、強度に優れ、傷やクラックが入りにくい繊維補強樹脂ロールが得られる。
この発明に係る繊維補強樹脂ロールの製造方法は、繊維材料を含むテープ状の不織繊維集合体を順次移送しながら該不織繊維集合体に液状の熱硬化性樹脂材料を含浸する工程と、不織繊維集合体を、直接あるいは下巻層を介して、ロール芯の外周上に巻き付ける工程と、熱硬化性樹脂材料を硬化させる工程とを備える。繊維材料は、好ましくは、無機繊維を主体に含む。
上記のように液状の熱硬化性樹脂材料を含浸した状態で不織繊維集合体をロール芯の外側に巻き付けているので、この方法によって製造されたロールは、熱硬化性樹脂中に無機繊維を主体とする繊維材料が均一に分散した構造を有する。そのため、強度に優れ、傷やクラックが入りにくいものとなる。また、繊維材料がバインダーで結合されているため、無機繊維を使用しているにもかかわらず、不織繊維集合体は、ロール芯の外側に巻き付ける際にも十分な引張強度を有することとなる。したがって、不織繊維集合体の巻き付けの作業が容易となる。
上記熱硬化性樹脂材料を含浸した不織繊維集合体の移送中とロール芯への巻き付け時の少なくとも一方において、当該不織繊維集合体に含浸した熱硬化性樹脂材料の粘度を低下させる工程をさらに備えることが好ましい。より具体的には、不織繊維集合体に含浸させる際の液状熱硬化性樹脂材料の粘度は通常１５００ｍＰａ・ｓ〜４０００ｍＰａ・ｓ程度であるが、これを不織繊維集合体の移送中またはロール芯への巻き付け時の少なくとも一方において、３００ｍＰａ・ｓ〜１０００ｍＰａ・ｓにまで低下させる。
このように不織繊維集合体に含浸した熱硬化性樹脂材料の粘度を低下させることにより、当該熱硬化性樹脂材料の流動を促進することができる。それにより、不織繊維集合体中への樹脂の浸透を促進することができ、不織繊維集合体の繊維間に樹脂を満たしながら不織繊維集合体からエアを追い出すこともできる。
特に、不織繊維集合体は、無機繊維を主体とする繊維材料をバインダーで結合したものであるため、ロール芯の外側に巻き付ける際に十分な引張強度を有する。このため、巻き付けの際の締め付け力と粘度の低下による熱硬化性樹脂材料の流動化との相乗作用によって、不織繊維集合体からエアを効率的に追い出すことができ、不織繊維集合体を熱硬化性樹脂で完全に満たすことができる。その結果、できあがったロールは、もはや不織繊維集合体が積層した構造ではなく、被覆層中に繊維材料が均一に分散し、なおかつ内部にエアを含まないものとなる。
不織繊維集合体に含浸した熱硬化性樹脂材料の粘度を低下させる手段としては、不織繊維集合体を加熱する方法が挙げられる。不織繊維集合体の加熱は、熱風装置やヒータによって行うことができる。なお、加熱以外の手法で熱硬化性樹脂材料の粘度を低下させてもよい。
加熱によって熱硬化性樹脂材料の粘度を低下させる場合、不織繊維集合体をロール芯の外側へ巻き付ける作業が終了するまでに熱硬化性樹脂材料の反応が進むと、不織繊維集合体からエアを追い出すことができなくなる。このため、高温に加熱して不織繊維集合体に液状の熱硬化性樹脂材料を含浸した後、すぐに温度を下げるのが好ましい。このような点から、加熱手段としては、不織繊維集合体の移送中とロール芯への巻き付け時の少なくとも一方において、局所的に加熱装置を設置しておき、液状の熱硬化性樹脂材料を含浸した不織繊維集合体が加熱装置を通過する時に瞬間的に加熱するのが好ましい。不織繊維集合体を構成する無機繊維は有機繊維に比べて耐熱性があるため、加熱手段によって加熱しても損傷することはない。このため、繊維材料による樹脂ロールの補強効果は良好である。
不織繊維集合体の移送中とロール芯への巻き付け時の少なくとも一方で不織繊維集合体に含浸した熱硬化性樹脂材料の粘度を低下させることにより、上述のとおり不織繊維集合体への熱硬化性樹脂材料の浸透を促進でき、ロール芯の外側に巻き付ける際の締付け力ともあいまって、不織繊維集合体中に存在するエアを追い出し、かつ不織繊維集合体を熱硬化性樹脂で完全に満たすことができる。その結果、できあがったロールは、もはや不織繊維集合体が積層した構造ではなく、被覆層中に繊維材料が均一に分散し、なおかつ内部にエアを含まないものとなる。この場合も、不織繊維集合体に含浸した熱硬化性樹脂材料の粘度を低下させる手段としては不織繊維集合体を加熱する方法が挙げられる。なお、繊維材料は有機繊維、無機繊維いずれでも構わない。
好ましくは複数回あるいは複数箇所で樹脂材料の粘度を低下させることで、より効果的に不織繊維集合体中からエアを追い出し、かつ不織繊維集合体を熱硬化性樹脂で満たすことができる。
上記不織繊維集合体は、５０Ｎ／１５ｍｍ以上の長さ方向引張強度を有することが好ましい。
不織繊維集合体が５０Ｎ／１５ｍｍ以上の長さ方向引張強度を有している場合に、不織繊維集合体からなるテープは、ロール芯の外側に巻き付る際にも十分な引張強度を有する。そのため、巻き付けの作業が容易となる。他方、不織繊維集合体からなるテープの長さ方向引張強度がこれよりも低いと、ロール芯の外側に巻き付ける際の張力によってテープを構成する繊維がばらけたり、テープが千切れたりしやすくなり、巻き付けが困難となる。
また、不織繊維集合体は、３０ｇ／ｍ２〜１００ｇ／ｍ２の坪量を有するのが好ましい。
不織繊維集合体の坪量が３０ｇ／ｍ２よりも小さいと、不織繊維集合体からなるテープの強度が小さくなり、ロール芯の外側に巻き付ける際の張力によって千切れる恐れがある。また、不織繊維集合体の坪量が小さい場合はテープの厚みが小さいため、熱硬化性樹脂材料を含浸した不織繊維集合体からなる被覆層を所定の厚みにするにはテープを巻き付ける回数を多くする必要があり、手間がかかる。他方、不織繊維集合体の坪量が１００ｇ／ｍ２を越えて大き過ぎる場合は、テープの厚みが大きいため、巻き付けにむらが出やすくなり、均一なロールを製造するのが困難となる。
上記不織繊維集合体は、内部に補強糸や、ニードルパンチによる繊維の強制的な絡み合いなどの不均一性要素を含まないものであるのが好ましい。この意味で、不織繊維集合体は、繊維材料を抄造したものを用いるのが好ましい。これにより、表面が均一なロールが得られる。
また、不織繊維集合体として繊維材料を抄造したものを用いた場合、出来上がった繊維補強樹脂ロールは、ロールの面方向（周方向または軸方向）に繊維材料が配向した構造となるため、クラックの発生を抑制する効果もある。
不織繊維集合体を構成する無機繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維、金属繊維などが挙げられる。中でも、コスト等を考慮するとガラス繊維を使用するのが好ましい。無機繊維は、通常は１種類の繊維を単独で使用するが、２種類以上の繊維を混合して使用しても構わない。例えば、ガラス繊維とカーボン繊維とを混合し、ロールの帯電を防止することも考えられる。
不織繊維集合体の繊維材料を結合するバインダーの種類は特に限定されないが、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール等が一般的である。特に、不織繊維集合体に含浸する熱硬化性樹脂材料と、繊維材料を結合するバインダーとを同種の材料とすることにより、熱硬化性樹脂材料の物性を損なうことなく、表面物性、走行特性等に優れた繊維補強樹脂ロールを得ることができる。この意味で、熱硬化性樹脂材料およびバインダーを共にエポキシ樹脂系材料とするのが好ましい。
本発明における熱硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂と無機充填材との混合物を使用するのが好ましい。
繊維補強樹脂ロールは、不織繊維集合体の無機繊維に加え、無機充填材を含むことにより、更に強度に優れ、傷やクラックが入りにくいロールとすることができる。
無機充填材としては、シリカ粉末、石英、ガラス、クレー、炭酸カルシウム、カーボン、セラミック等の粉末、ビーズ、短繊維、ウイスカなどが挙げられる。無機充填材は、１種類のみを、あるいは２種類以上を混合して使用することができる。中でも、耐摩耗性、耐傷つき性、圧縮強度等のロールの物性向上およびコストなどの点を考慮すると、シリカ粉末を使用するのが好ましい。
また、カーボンなどの導電性の充填材を混合することにより、ロールの帯電防止を図ることも考えられる。無機繊維をガラス繊維とし、無機充填材をシリカ粉末とする組合せにより、特に強度に優れ、傷やクラックが入りにくいロールとすることができる。
不織繊維集合体に含浸する熱硬化性樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。中でも、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂を使用することにより、強度に優れ、傷やクラックが入りにくいロールとすることができる。
この発明に係る繊維補強樹脂ロールは、被覆層中に含まれる繊維材料が樹脂ロールの面方向（周方向または軸方向）に配向していることが好ましい。繊維材料が樹脂ロールの半径方向に向いていると、樹脂ロールの圧縮弾性率が必要以上に増大してしまい、ニップ時の弾性変形に支障をきたしてロールの特性上好ましくない影響を与えるおそれがある。繊維材料が樹脂ロールの面方向に配向していることにより、このような特性劣化を回避することができる上、樹脂ロールにおけるクラックの発生を抑制することもできる。
この発明に係る繊維補強樹脂ロールは、被覆層の厚み、もしくは下巻層を有する場合には下巻層および被覆層の厚みの合計が、３ｍｍ〜１５ｍｍであるのが好ましい。被覆層の厚み、もしくは下巻層および被覆層の厚みの合計が３ｍｍよりも小さいと、十分なニップ幅が得られなくなるおそれがある。また、下巻層の厚み、もしくは下巻層および被覆層の厚みの合計が１５ｍｍを超えると、被覆層に割れが生じやすくなるため好ましくない。
この発明に係る繊維補強樹脂ロールのロール芯は、通常のロール芯以外に、内部からの加熱または冷却を行なうことのできる加熱および／または冷却手段を備えたロール芯とすることもできる。
内部からの加熱および／または冷却を行なうことのできるタイプのロール芯を用いた場合には、特に繊維補強樹脂ロールをカレンダーロールとして用いる場合において、処理対象となるウエブ材料の処理性能を向上させることが可能である。有機繊維に比べて無機繊維は熱伝導性が高いため、内部からの加熱および／または冷却を行なうことのできるタイプのロール芯を用いる場合には、この発明のように被覆層に用いる不織繊維集合体が無機繊維であることがより効果的となる。この場合、無機繊維の中でも、カーボン繊維または金属繊維を用いることにより、より高い熱伝導性が得られ、繊維補強樹脂ロールの加熱・冷却が効果的となる。なお、内部から加熱および／または冷却を行なうことのできるタイプのロール芯を用いる場合、被覆層の厚みは薄いほうが熱伝導性に優れたものとなる。したがって、この場合には、被覆層の厚み、もしくは下巻層および被覆層の厚みの合計の好ましい値は３ｍｍ〜１５ｍｍ、より好ましくは、３ｍｍ〜１０ｍｍである。ロール芯の内部からの加熱・冷却は、水、オイル、蒸気、電磁誘導などによって行なわれる。この場合、繊維補強樹脂ロールは１０℃〜１５０℃の範囲で加熱および冷却することができる。
この発明に係る繊維補強樹脂ロールの被覆層は、好ましくはガラス転移温度（Ｔｇ）が１２０℃〜２００℃である。被覆層のガラス転移温度（Ｔｇ）が１２０℃よりも低い場合、繊維補強樹脂ロールの耐久性、耐熱性が低くなるおそれがある。一方、被覆層のガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃を超えると、繊維補強樹脂ロールの冷却時に割れが発生しやすくなる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図１〜図５を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１と図２は、本発明の第１の実施形態における繊維補強樹脂ロール１の断面図である。図３Ａおよび図３Ｂは、繊維補強樹脂ロール１の部分拡大模式図である。図１および図２に示すように、繊維補強樹脂ロール１は、ロール芯２と、繊維補強下巻層３と、被覆層４とを備える。
ロール芯２は、たとえば長さ２３７０ｍｍ、直径４１５ｍｍの鉄製である。下巻層３は、繊維補強樹脂ロール１の強度を向上させるために、ロール芯２の外周上に形成される。
該下巻層３は、たとえば３ｍｍ程度の厚みを有し、特公昭５９−２５８８６号公報等で公知の構成とすることができ、熱硬化性樹脂またはこれと無機粉末との混合物を含浸した補強繊維などにより形成することができる。下巻層３の補強繊維としては、無機または有機繊維のロービング、織布、不織布などを単独で、またはこれらを組合せたものを用いることができる。なお、繊維補強樹脂ロール１の使用条件が比較的緩やかな場合には、下巻層３を省略することも可能である。
被覆層４は、たとえば７ｍｍ程度の厚みを有し、下巻層３の上からガラス繊維などの無機繊維を主体とする繊維材料をバインダーで結合したテープ状の不織繊維集合体を巻き付けて形成される。
被覆層４と下巻層３との厚みの比率は１／９〜９／１とするのが好ましい。また、下巻層３の厚みと被覆層４の厚みとの合計が３ｍｍ以上となるようにするのが好ましい。下巻層３と被覆層４との厚みの合計が３ｍｍよりも小さいと、繊維補強樹脂ロールと金属ロールとを対向させて荷重をかけたとき、最適なニップ幅を得ることができない。
より詳しくは、後述するように液状の熱硬化性樹脂材料を含浸した上記不織繊維集合体をロール芯２の外周に巻き付け、その後に樹脂を硬化させることで被覆層４を形成する。
被覆層４は、図３Ａに模式的に示すように、複数の不織繊維集合体が樹脂で満たされた状態で積層されるが、硬化後の樹脂ロールは多層構造とならず、図３Ｂに示すように被覆層４中に繊維材料６が均一に分散した状態となる。
また、本発明の被覆層４における上記の繊維材料の延在方向（各繊維の長さ方向の向き）は、樹脂ロール１の周方向あるいは軸方向であることが好ましい。樹脂ロール１の半径方向に繊維が向くと、あたかも繊維が立ったような状態となり、樹脂ロール１の圧縮弾性率が必要以上に増大してしまう。そのため、ニップ時の弾性変形に支障をきたし、ロールの特性上好ましくない。
そこで、繊維材料の配向方向を主として樹脂ロール１の周方向あるいは軸方向とすることにより、かかる特性劣化を回避することができる。また、樹脂ロール１におけるクラックの発生を抑制することもできる。
次に、本発明の繊維補強樹脂ロール１の製造方法について、図４を用いて説明する。
まず、ロール芯２の外周面をサンドブラストにより粗面化し、このロール芯２の外周面に厚さ３ｍｍの下巻層３を形成する。下巻層３は、シリカ粉末を２０ｗｔ％混入したエポキシ樹脂液を含浸させたガラスロービングをロール芯２の周囲に厚さ１ｍｍに巻き付け、ついでこのガラスロービングの外周に同様のエポキシ樹脂液を含浸させたガラスクロステープを厚さ２ｍｍに巻き付けて形成する。
次いで、図４に示す方法で、ガラス繊維をエポキシ樹脂バインダーで結合したガラスペーパー（ＳＹＳ−０４１：オリベスト社製）８に、上記と同様シリカ粉末を２０ｗｔ％混入したエポキシ樹脂液１２を含浸しながら、これを下巻層３の上から巻き付けて被覆層４を形成する。
ガラスペーパー８としては、たとえば長さ方向引張強度が６３．７Ｎ／１５ｍｍ、坪量が４０．７ｇ／ｍ２、幅が５０ｍｍ、厚さが０．３４ｍｍのものを用いことができる。
図４に示すように、ガラスペーパー８を、巻物７から順次繰り出し、繰り出したガラスペーパー８を、テンションバー９を通して樹脂槽１３内のエポキシ樹脂液１２に浸漬する。樹脂槽１３内のエポキシ樹脂１２の粘度は１５００ｍＰａ・ｓ〜４０００ｍＰａ・ｓ程度である。
樹脂槽１３を通過させた後、２本の絞りバー１０によってエポキシ樹脂１２の含浸量を調整し、所定の回転数で回転するロール芯２の外側に下巻層３の上からガラスペーパー８を巻き付ける。
このとき、ガラスペーパー８は、ロール芯２に巻き付ける直前および巻き付け中の２箇所において、それぞれ熱風加工機等の加熱装置１１によって約６００℃の温度で局所的に加熱する。それにより、ガラスペーパー８に含浸したエポキシ樹脂液１２の粘度を瞬間的に下げてガラスペーパー８にエポキシ樹脂液１２を充分に含浸させるとともに、エポキシ樹脂液１２を含浸したガラスペーパー８からエアを除去する。
このとき、図４に示すように、ガラスペーパー８の表裏から樹脂を直接加熱することが好ましい。それにより、樹脂液の粘度を効率的に低下させることができる。加熱した瞬間、エポキシ樹脂液１２の粘度は３００ｍＰａ・ｓ〜１０００ｍＰａ・ｓ程度になる。
なお、加熱装置１１としては、ガラスペーパー８に熱風を吹きつける上記の熱風加工機以外に、ヒータなどを使用することも可能である。
ガラスペーパー８の巻き付けは、ロール芯２が１周する間にガラスペーパー８の幅の１／２ずつロール芯２の軸方向に移動させ、軸方向の一端から他端までの移動を１２回繰り返して行う。それにより、被覆層４を厚み約７ｍｍに形成することができる。
次いで、ロール芯２、下巻層３および被覆層４を積層した積層円筒体を１８０℃の温度で加熱してエポキシ樹脂を硬化させる。さらに外周面を切削し、研磨して、長さ５２００ｍｍ、直径４３１ｍｍの繊維補強樹脂ロール１が完成する。
図５に、本発明の第２の実施形態に係る繊維補強樹脂ロール１０１の断面図を示す。第２の実施形態に係る繊維補強樹脂ロール１０１と第１の実施形態に係る繊維補強樹脂ロール１との相違は、ロール芯１０２が、内部から加熱および／または冷却を行なうことができるタイプのものであるという点である。それ以外の下巻層１０３、被覆層１０４および繊維補強樹脂ロール１０１の製造方法については、第１の実施形態における下巻層３、被覆層４および繊維補強樹脂ロール１の製造方法と同様である。ロール芯１０２は、内部が中空となっており、ロール芯１０２の両端にある軸部に設けた注入・排出部１０５、１０６から水、オイル、蒸気等の熱媒体を注入および排出することが可能である。
以上のように、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、それらは例示的なものである。この発明と同一の範囲内において、また均等の範囲内において、種々の修正や変形が可能であることを付記しておく。
産業上の利用可能性
この発明は、製紙、製鉄、フィルム、繊維等の各種工業において使用される繊維補強樹脂ロールに有利に利用され得る。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る繊維補強樹脂ロールの縦断面を示す断面図である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る繊維補強樹脂ロールの横断面を示す断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線断面を示す図である。
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る繊維補強樹脂ロールの部分拡大模式図である。
図４は、本発明による繊維補強樹脂ロールの製造方法を説明するための概念図である。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る繊維補強樹脂ロールの縦断面を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
2003056195.tif 000007
【図５】
2003056195.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月10日(2003.10.10)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】ロール芯（２）と、
前記ロール芯（２）の外周上に直接あるいは繊維補強下巻層（３）を介して形成され、無機繊維を主体とする繊維材料（６）を含む熱硬化性樹脂からなる被覆層（４）とを備え、
前記被覆層（４）に前記繊維材料（６）が均一に分散した、大型で硬質の繊維補強樹脂ロール。


【手続補正００２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】前記被覆層（４）中の前記繊維材料（６）の密度が２ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下である、請求項１に記載の大型で硬質の繊維補強樹脂ロール。


【手続補正００３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】前記被覆層（４）は、前記繊維材料（６）をバインダーで結合したテープ状の不織繊維集合体に熱硬化性樹脂材料を含浸したものを巻き付けることにより形成されている、請求項１に記載の大型で硬質の繊維補強樹脂ロール。


【手続補正００４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】前記繊維材料（６）は、当該大型で硬質の繊維補強樹脂ロールの面方向に配向している、請求項１に記載の大型で硬質の繊維補強樹脂ロール。


【手続補正００５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】前記繊維補強下巻層（３）および被覆層（４）の厚みの合計が、３ｍｍ〜１５ｍｍである、請求項１に記載の大型で硬質の繊維補強樹脂ロール。


【手続補正００６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】前記ロール芯（２）は、内部からの加熱または冷却を行なうことのできる加熱および／または冷却手段を有する、請求項１に記載の大型で硬質の繊維補強樹脂ロール。


【手続補正００７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】繊維材料（６）を含むテープ状の不織繊維集合体を順次移送しながら該不織繊維集合体に液状の熱硬化性樹脂材料を含浸する工程と、
前記不織繊維集合体を、直接あるいは繊維補強下巻層を介して、ロール芯（２）の外周上に巻き付ける工程と、
前記熱硬化性樹脂材料を硬化させる工程とを備える、繊維補強樹脂ロールの製造方法。




【国際調査報告】
2003056195.tif 000009
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2003056195.tif 000011
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