(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カレンダー用コットンロール芯金を利用して樹脂ロールを製造するに際し、
前記コットンロール芯金のコットン表面を旋削するとともに、その両端部に溝を加工した後、この芯金のコットン表面に、樹脂を含浸させた補強布をスパイラル状に巻回して樹脂ロール層を成形し、この樹脂ロール層を加熱乾燥するようにしたことを特徴とするカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法。
【請求項２】
前記樹脂ロール層を、補強布の異なる下巻き層と上巻き層とで構成するようにしたことを特徴とする請求項１記載のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂ロール層を、熱硬化性樹脂で曲げ弾性率が１ＧＰａ以上の樹脂で構成するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法に関し、製紙用カレンダーロールとして使用されてきたコットンロールから樹脂ロールに切替を行う場合に、コットンロールの芯金を利用して樹脂ロールを製造できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
製紙用カレンダーにおいては、従来のコットンロールの耐磨耗性の低さに起因するメンテナンス頻度の多さ、コットン自体の入手の難しさなどの問題があり、樹脂ロールへの切り替えが行われている。
コットンロール１は、例えば図５（ａ）に示すように、両端部に軸部を備えた金属製のロール芯金（鉄芯）２にコットンシート３を軸方向に積層し、金属製（鉄製）のエンドプレート４をテーパネジ５で締め込んで一体化させて構成されている。
また、樹脂ロール６は、例えば同図（ｂ）に示すように、両端部に軸部を備えた中空のロール芯金７の外周に樹脂層８を一体化させて構成されている。
このような製紙用カレンダーの樹脂ロールの製造は、例えば特許文献１に開示されているように、金属製のロール芯金の外周面に、熱硬化性樹脂含浸繊維材を巻き回して繊維補強下巻層を形成し、これとは別に熱硬化性合成樹脂原料を所定の大きさの筒体成形用型に注入し所定温度で硬化させて外層用筒体を形成しておき、繊維補強下巻層を有する金属製のロール芯金に外層用筒体を嵌め被せ、下巻層と筒体との間の環状間隙部に低粘性の接着剤を注入し、所定温度で硬化させて接着剤層を介して接合一体化するようにしている。
また、通常の製紙用カレンダーロールにおいては、コットンロールと同様、使用により樹脂層が薄くなってきた際には、既設層を取り除き、新規樹脂槽を形成する巻き替えが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２６００９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、コットンロールから樹脂ロールへの交換の際には、前述の巻き替えの様に、コットン層を取り除いて新規樹脂層を形成する手法では対応できず、コットンロールの芯金ごと交換しなければならないという問題点がある。これは、図４に示すように、ロール外径が同じであると仮定するとコットンロールはコットンに厚みがあるため、コットンロールの芯金外径Ｄｃはその厚みを考慮に入れて設計されていることに対し、樹脂ロールは、その製法上樹脂層を厚く巻くことが困難であるため、樹脂ロール芯金外径Ｄｐは、コットンロールの芯金外径Ｄｃより大きくなってしまうことに起因する。
また、この事により、取り外したコットンロールをそのまま有効に活用できないため、新たに樹脂ロール用の芯金を作成する必要性があり、製作に時間がかかるとともに、費用がかかる問題点がある。
【０００５】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、コットンロールの芯金を利用して樹脂ロールを製造することができるカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者らはコットンロールのロール芯金を用いて樹脂ロールを製造する方法について鋭意検討を重ねた結果、コットンロール芯金を利用する場合にコットンシートを全部取り除いて金属表面を露出させた後、表面処理を施して樹脂ロールを製造しようとすると、芯金の外径が小さいことから製作が困難となるが、コットンシートを残した状態でコットンロール芯金を利用する方法を見出し、本願発明を完成したものである。
【０００７】
上記従来技術の課題を解決するこの発明の請求項１記載のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法は、カレンダー用コットンロール芯金を利用して樹脂ロールを製造するに際し、前記コットンロール芯金のコットン表面を旋削するとともに、その両端部に溝を加工した後、この芯金のコットン表面に、樹脂を含浸させた補強布をスパイラル状に巻回して樹脂ロール層を成形し、この樹脂ロール層を加熱乾燥するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明の請求項２記載のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法は、請求項１記載の構成に加え、前記樹脂ロール層を、補強布の異なる下巻き層と上巻き層とで構成するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
この発明の請求項３記載のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法は、請求項１または２記載の構成に加え、前記樹脂ロール層を、熱硬化性樹脂で曲げ弾性率が１ＧＰａ以上の樹脂で構成するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の請求項１記載のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法によれば、カレンダー用コットンロール芯金を利用して樹脂ロールを製造するに際し、前記コットンロール芯金のコットン表面を旋削するとともに、その両端部に溝を加工した後、この芯金のコットン表面に、樹脂を含浸させた補強布をスパイラル状に巻回して樹脂ロール層を成形し、この樹脂ロール層を加熱乾燥するようにしたので、コットンロール芯金の旋削したコットン表面に樹脂を含浸させた補強布をスパイラル状に巻くことで、樹脂ロールの芯金として必要な外径を確保でき、コットン層と樹脂との親和性で一体化できるとともに、両端部の溝で剥離を防止して樹脂ロール層を成形することができる。
【００１１】
また、樹脂ロール層に加わる衝撃に対してコットン層がクッションとなって衝撃を吸収するとともに、樹脂ロール層の脆い性質による割れなどを防止したり、割れ難くすることができる。
さらに、樹脂ロールでは、コットンロールに比べてニップ幅が狭く、光沢が出し難いという問題があるが、この樹脂ロールでは、樹脂ロール層とコットンロール芯金との間にコットン層が介在しているので、広いニップ幅を確保し光沢を出し易くすることができる。
【００１２】
これにより、コットンロールのコットンロール芯金を利用して樹脂ロールを製造することができ、コットンロール芯金を有効に利用できるとともに、短時間に、安価に樹脂ロールを製造し、切り替えることができる。
【００１３】
この発明の請求項２記載のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法によれば、前記樹脂ロール層を、補強布の異なる下巻き層と上巻き層とで構成するようにしたので、下巻き層としてコットン層との締圧力を高めることができる織布などの補強布を使用し、上巻き層として表面荒れを起こし難い不織布などの補強布を使用することなどで、一層高性能の樹脂ロールを製造することができる。
【００１４】
この発明の請求項３記載のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法によれば、前記樹脂ロール層を、熱硬化性樹脂で曲げ弾性率が１ＧＰａ以上の樹脂で構成するようにしたので、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの曲げ弾性率が１ＧＰａ以上の樹脂を用いることで製紙用カレンダーの  表面粗度など、樹脂ロールとして必要な表面特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法の一実施の形態にかかる樹脂ロールの断面図である。
【図２】この発明のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法の一実施の形態にかかる製造工程の説明断面図である。
【図３】この発明のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法の一実施の形態にかかる樹脂含浸補強布の巻きつけ工程の説明図である。
【図４】この発明のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法の他の一実施の形態にかかるそれぞれが樹脂ロールの溝加工前の状態で示す部分断面図である。
【図５】カレンダー用コットンロールと樹脂ロールのそれぞれ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
この発明のカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法では、樹脂ロール１０の芯金としてカレンダー用コットンロールの金属製のコットンロール芯金１１を利用して外周に樹脂ロール層１２を形成して構成するが、コットンロール芯金１１はコットン層１３を残した状態とし、金属表面を露出せずに利用する。これにより、樹脂ロール１０の芯金として必要な外径をコットンロール芯金１１に確保することが可能となる。
【００１７】
このカレンダー用コットンロール芯金を利用した樹脂ロールの製造方法では、まず、使用後、コットン層１３が使用限界を越えて薄くなったコットンロール芯金１１に対して、コットン層１３の表面をバイトにて旋盤加工する旋削が行われる。
この旋削では、コットン層１３の表面層を取り除くことで清浄化および粗面化し、樹脂ロール層１２を強固に接着できるようにする。
【００１８】
これまでの樹脂ロールでは、金属製の芯金、例えば鉄芯に樹脂ロール層を被覆する際は、鉄芯の表面処理としてショットブラストが行われているが、コットン層に対しては、ブラストによる表面処理ができないことから旋削により新しい清浄な表面を出し、粗面化するようにしている。また、研磨によるコットン層の表面処理では、コットン層が焼けたようになって好ましくなく、さらに、湿式での作業は、コットン層に吸水性があるため避ける必要がある。
【００１９】
そして、このようなコットン層１３の旋削の際には、樹脂ロール層１２の端部剥離を防止するため、コットンロール芯金１１の両端部にそれぞれ溝加工を施す。この溝加工は、ここでは、矩形断面の溝１４が加工してあり、溝１４によって樹脂ロール層１２の剥離を防ぐことができるようにしている。
この溝１４は、例えば幅２５mm、深さ３mm程度とされ、片側に１〜２条加工する。
なお、溝形状およびその寸法などは、上記の具体的なものに限らず、樹脂ロール層の端部剥離を防止できるものであれば良く、樹脂ロールの仕様などによって適宜設定すれば良く、例えば溝１４をアリ溝に構成することで、その形状効果によって樹脂ロール層１２の剥離をより効果的に剥離を防ぐことができる。
【００２０】
こうして表面処理が施されたコットンロール芯金１１の表面には、樹脂を含浸させた補強布のスパイラル状に巻回して樹脂ロール層１２が成形される。
このコットンロール芯金１１への樹脂ロール層１２の巻回は、例えば図３に示すように、コイル状の補強布１５を巻き戻して樹脂槽１６の液状樹脂１７中を通過させて樹脂を含浸させた後、ピンチロール１８で樹脂の含浸量を調整して送り出し、回転駆動するコットンロール芯金１１に巻き付けるようにして行う。
【００２１】
この後、樹脂ロール層１２の補強布１５に含浸させた樹脂を水分が入らないように乾熱式で硬化させる。
【００２２】
この補強布１５に含浸させて樹脂ロール層１２を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂が用いられ、曲げ弾性率が１ＧＰａ以上の例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが用いられ、樹脂のガラス転移点温度は１００℃以上、好ましくは１２０〜２００℃のものが用いられる。
また、この樹脂には、無機充填剤などを混合しても良く、例えば石英、アルミナ、シリカ、炭酸カルシウムなどが用いられる。この無機充填剤の粒子径としては１〜１０μｍが好ましい。粒子径が１μｍより小さい場合には、熱硬化性樹脂が増粘し、補強布への含浸が困難になり、１０μｍを越えて大きい場合には、ロール表面粗度が荒くなってカレンダーによって製紙される紙の特性（グロス）に影響する。
【００２３】
なお、このような樹脂とコットン層との親和性は良好であり、コットン層に樹脂が含浸していることを実験により確認している。また、コットン層に、樹脂を含浸した補強布を巻回して樹脂ロール層を形成した場合であっても、従来の金属製の芯金（鉄芯）に直接、樹脂を含浸した補強布を巻回して樹脂ロール層を形成した場合と同等の接着力が得られることを実験により確認できており、コットン層と樹脂ロール層との間には、接着剤を使用しなくても良い。
【００２４】
補強布１５としては、織布や不織布が使用される。補強布１５としてコットンロール芯金１１に最初に巻回する下巻き層と、この下巻き層の外側に巻回する上巻き層とで補強布１５を異なるものを使用することが好ましい。
下巻き層の補強布としては、コットンロール芯金１１のコットン層１３との締圧力を高めることができるようにする必要から織布が好ましく、例えばガラス繊維などの無機繊維の織布をテープ状にして用いるようにする。この下巻き層の厚さは、３〜１１ｍｍの範囲が好ましく、薄い場合には、コットン層との締圧力が弱くなり、厚い場合には、成型時、熱硬化性樹脂の発熱が大きくなる。
また、上巻き層としては、使用中に表面荒れを起こし難い不織布が好ましく、不織布の中でも有機繊維の不織布が好ましく、例えばケプラー繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維などの不織布を挙げることができ、この上巻き層の厚さは、９〜１４ｍｍの範囲が好ましい。
【００２５】
最後に、樹脂ロール層１２の表面粗度を所定に仕上げるなどの仕上処理を行って樹脂ロール１０が完成する。
この際、必要に応じて、図４に示すように、テーパーネジ５にボルト１９を挿通し、コットンロール芯金１１に固定することで、コットン層１３とエンドプレート４をより強固に固定することができる。
【実験例】
【００２６】
コットンロール芯金の表面を旋削するとともに、両端部にそれぞれ幅２５ｍｍ，深さ３ｍｍの溝を２条形成した。
このコットンロール芯金の表面に、補強布として下巻き層には、ガラス繊維の織布を用い、熱硬化性樹脂として曲げ弾性率が４．２ＧＰａのエポキシ樹脂に無機充填剤としてシリカを混合したものを含浸させて厚さ３ｍｍの樹脂ロール層を形成した。さらに、上巻き層としてケプラー繊維の不織布を補強布とし、下巻き層と同一の樹脂を含浸させて厚さ１２ｍｍの樹脂ロール層を形成した。これら樹脂ロール層を乾熱式で硬化させた後、ロール表面に仕上処理を施し、樹脂ロールを完成した。
得られた樹脂ロールは、従来から使用している樹脂ロールと同等の性能を示し、使用上、何の問題もなかった。特に、樹脂ロール層の剥離や割れなどの発生はなく、カレンダーに使用して製造された紙の光沢性は優れたものであった。
【００２７】
このように構成したカレンダー用コットンロール芯金１１を利用した樹脂ロール１０の製造方法によれば、コットンロール芯金１１のコットン層１３の表面を旋削するとともに、その両端部に溝１４を加工した後、この芯金１１のコットン層１３の表面に、樹脂を含浸させた補強布１５をスパイラル状に巻回して樹脂ロール層１２を成形し、この樹脂ロール層１２を加熱乾燥するようにしたので、コットンロール芯金１１の旋削したコットン層１３の表面に樹脂を含浸させた補強布１５をスパイラル状に巻くことで、樹脂ロール１０の芯金として必要な外径を確保でき、コットン層１３と樹脂との親和性で一体化できるとともに、両端部の溝１４で剥離を防止して樹脂ロール層１２を成形することができる。
また、樹脂ロール層１２に加わる衝撃に対してコットン層１３がクッションとなって衝撃を吸収するとともに、樹脂ロール層１２の脆い性質による割れなどを防止したり、割れ難くすることができる。
さらに、樹脂ロールでは、コットンロールに比べてニップ幅が狭く、光沢が出し難いという問題があるが、この樹脂ロール１０では、樹脂ロール層１２とコットンロール芯金１１との間にコットン層１３が介在しているので、広いニップ幅を確保し光沢を出し易くすることができる。
これにより、コットンロールのコットンロール芯金１１を利用して樹脂ロール１０を製造することができ、コットンロール芯金１１を有効に利用できるとともに、短時間に、安価に樹脂ロール１０を製造し、切り替えることができる。
【００２８】
さらに、このカレンダー用コットンロール芯金１１を利用した樹脂ロール１０の製造方法によれば、樹脂ロール層１２を、補強布１５の異なる下巻き層と上巻き層とで構成するようにできるので、下巻き層としてコットン層１３との締圧力を高めることができる織布などの補強布を使用し、上巻き層として表面荒れを起こし難い不織布などの補強布を使用することなどで、一層高性能の樹脂ロール１０を製造することができる。
【００２９】
また、このカレンダー用コットンロール芯金１１を利用した樹脂ロール１０の製造方法によれば、樹脂ロール層１２を、熱硬化性樹脂で曲げ弾性率が１ＧＰａ以上の樹脂で構成するようにしたので、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの曲げ弾性率が１ＧＰａ以上の樹脂を用いることで製紙用カレンダーの樹脂ロール１０として必要な表面特性を確保することができる。
【００３０】
なお、このカレンダー用コットンロール芯金１１を利用した樹脂ロール１０の製造方法で、コットンロール芯金１１の両端部に加工する溝１４を、アリ溝で構成するとともに、一端部にそれぞれ１〜２条加工するようにすれば、アリ溝の形状効果によって一層確実に樹脂を含浸した補強布１５の樹脂収縮などによる剥離を防止することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０            コットンロール芯金を利用した樹脂ロール
１１            コットンロール芯金
１２            樹脂ロール層
１３            コットン層
１４            溝
１５            補強布
１６            樹脂槽
１７            液状樹脂
１８            ピンチロール
１９            ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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