(57)【要約】  不織布被覆ロールは、シャフト上に樹脂含浸シームレス不織布チューブを備えるものであり、該不織布被覆ロールの製造方法は、少なくとも同じ樹脂で完全に覆った不織布繊維とシャフトの面とを備え、この樹脂含浸不織布チューブが、ウェットで少なくとも４０ショアＡの硬度を有する。またそれは、第一次金属加工作業中に金属ウェッブからの金属砕片を捕捉することと、不織布被覆ロールの外面を永続的に損傷させることなく、金属ウェッブ関連のより大きい金属砕片を通過させるように一時的に押圧されることとがいずれもなされるように構成した外面を有する。さらにそれは、ゴム、ウレタン又はビニルで被覆されて、それらが金属砕片に晒されていない状態である従来のシャフトの寿命と同程度に、第一次金属加工条件中で樹脂含浸不織布被覆ロールの満足な寿命を可能にするように、シャフトの外面に対して同一の樹脂で十分に結合させた内面を有する。【選択図】図２
2020504008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一で平滑な外面をもつシャフトと、
該シャフトに接着した樹脂含浸不織布シームレスチューブとを備える不織布被覆ロールであって、
前記樹脂含浸不織布シームレスチューブが、外面及び内面を有し、かつ、シームレスチューブとして形成されるニードルタックした繊維のウェッブを備える不織布シームレスチューブと、
前記不織布シームレスチューブを含浸させることと前記シャフトの前記外面を被覆することとを行うことで、該シャフトの外面を不織布ウェッブと十分な力で結合させて、前記不織布被覆ロールの第一次金属加工作業中に金属ウェッブからの金属砕片に晒される場合に、該金属砕片に晒されていない状態のゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールの寿命と同程度である寿命を第一次金属加工条件下で可能にする、樹脂の連続する層とを備える、不織布被覆ロール。
【請求項２】
前記不織布被覆ロールが、ウェットで少なくとも３５ショアＡの硬度を有し、前記樹脂含浸不織布シームレスチューブが、少なくとも４パーセントの空隙容量を有する、請求項１記載の不織布被覆ロール。
【請求項３】
前記樹脂含浸不織布シームレスチューブの前記外面が、第一次金属加工作業中に金属ウェッブからの金属砕片を捕捉することができ、かつ、一時的に押圧されることにより、不織布チューブの前記外面を永続的に損傷させることなく、前記金属ウェッブ関連の欠陥を通過させることができる、請求項２記載の不織布被覆ロール。
【請求項４】
前記樹脂含浸不織布シームレスチューブの前記空隙容量は、６３パーセント未満である、請求項１記載の不織布被覆ロール。
【請求項５】
前記樹脂含浸不織布シームレスチューブは、樹脂の不織布ウェッブに対する重量比が、少なくとも１０：９０であり、かつ、８５：１５以下である、請求項１記載の不織布被覆ロール。
【請求項６】
前記樹脂含浸不織布シームレスチューブは、１立方インチ当たり少なくとも５グラム（１立方インチ当たり０．１８オンス又は１立方センチメートル当たり０．３１グラム）から１立方インチ当たり１８グラム（１立方インチ当たり０．６３オンス又は１立方センチメートル当たり１．１０グラム）超までの密度を有する、請求項１記載の不織布被覆ロール。
【請求項７】
前記不織布被覆ロールは、第一次金属加工条件中での十分な動作寿命として、同様の条件中の従来のゴム、ウレタン、又はビニル被覆のロールの寿命よりも少なくとも２倍である寿命を有する、請求項１記載の不織布被覆ロール。
【請求項８】
前記不織布被覆ロールが、前記樹脂と前記シャフトの前記外面との間に、非連続の接着剤の層をさらに備える、請求項１記載の不織布被覆ロール。
【請求項９】
前記不織布シームレスチューブが、１４９℃（３００°Ｆ）超までの温度と、ロール面の４４４．７ｋＰａ（５０ＰＳＩ）超までの圧力とで作業するように構成される、請求項１記載の不織布被覆ロール。
【請求項１０】
不織布被覆ロールの製造方法であって、該方法は、
変化させたときに金属加工条件において安定である樹脂を形成する未変化樹脂と、物理的に接着した不織布繊維を備えるシームレス不織布チューブと、外面をもつシャフトとを提供することと、
前記シームレス不織布チューブを前記シャフトに付着させることと、
前記不織布被覆ロールが、繊維及び前記シャフトの前記外面の両方に接触する未変化樹脂の連続する層により含浸するものとなるように、不織布チューブで覆ったシャフトを前記未変化樹脂で被覆することと、
未変化樹脂被覆不織布シームレスチューブで覆ったシャフトを、樹脂変化条件下で回転させて、外面及び前記シャフトに接着した内面をもつ樹脂含浸不織布シームレスチューブを形成することとを含むものであって、
該樹脂含浸不織布シームレスチューブが、シームレスチューブとして形成されるニードルタックした繊維のウェッブを備える不織布シームレスチューブと、
前記不織布シームレスチューブを含浸させることと前記シャフトの前記外面を被覆することとの両方を行うことで、該シャフトの外面を不織布チューブと十分な力で結合させて、前記不織布被覆ロールでの第一次金属加工作業中に金属ウェッブからの金属砕片に晒される場合に、金属砕片に晒されていない状態のゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールの寿命と同程度である寿命を第一次金属加工条件下で可能にする、樹脂の連続する層とを備える、方法。
【請求項１１】
前記不織布被覆ロールが、ウェットで少なくとも３５ショアＡの硬度を有し、前記樹脂含浸不織布シームレスチューブが、少なくとも４パーセントの空隙容量を有する、請求項１０記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂含浸不織布シームレスチューブは、樹脂の不織布ウェッブに対する重量比が、少なくとも１０：９０であり、かつ、８５：１５以下である、請求項１０記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【請求項１３】
未変化樹脂被覆不織布シームレスチューブを連続して回転させながら、樹脂を凝固させることをさらに含む、請求項１０記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【請求項１４】
樹脂含浸シームレス不織布チューブの外面を仕上げ加工することをさらに含む、請求項１３記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【請求項１５】
変化可能な接着剤を提供することと、
前記シームレス不織布チューブを前記シャフトに付着させる前に、前記変化可能な接着剤の薄層で、前記シャフトの表面を被覆することと、
未変化樹脂被覆不織布シームレスチューブで覆ったシャフトを回転させながら、接着剤の前記薄層を変化させることであって、未変化接着剤と未変化樹脂とは、少なくとも一部混ざり合い、凝固することで樹脂含浸不織布チューブの前記シャフトに対する接着性が高まり、第一次金属加工中のより過酷な条件に耐えるものであることとをさらに含む、請求項１３記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【請求項１６】
前記接着剤の薄層は、連続するものであり、約５．１ｍｍ未満の厚さを有する、請求項１５記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【請求項１７】
変化可能な接着剤を提供することと、
前記シャフト上に、少なくとも１つの接着剤の非連続的な領域を形成するように、不織布シームレスチューブと前記シャフトの前記外面との間に、前記変化可能な接着剤を射出することと、
未変化樹脂被覆不織布シームレスチューブで覆ったシャフトを回転させながら、前記変化可能な接着剤を変化させることとを含む、請求項１３記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【請求項１８】
接着剤の非連続の層は、５．１ｍｍ（２００ｍｉｌ）未満の厚さを有する、請求項１７記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【請求項１９】
前記不織布被覆ロールは、第一次金属加工において、現在用いられているゴム、ビニル又はウレタン被覆のロールに替わって用いることが可能である、請求項１０記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【請求項２０】
前記不織布被覆ロールは、ブリンドル（brindle）ロール、デフレクターロール、テーブルロール、しごき加工ロール及びステアリングロールから選択される圧延ロールとして用いられる、請求項１０記載の不織布被覆ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一次金属加工用の被覆ロールに関し、特に不織布被覆ロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
被覆ロール（covered roller）は、数十年間、第一次金属加工作業で圧延ロールとして用いられてきた。それらは二つの群に大別される。圧延ロールとしての被覆ロールの第一の群は、ゴム、ウレタン又はビニル被覆で覆ったシャフトである。こうしたロールは、経費が問題とされ、かつ、流体環境、特に酸性又は腐食性の環境での性能が要求されない場合に特に有用である。この群には、例えばブリンドルロール（brindle roll）、テーブルロール、デフレクターロール及びステアリングロールとして用いられる被覆ロールが含まれる。
【０００３】
圧延ロールとしての被覆ロールの第二の群は、不織布材料で被覆されるものである。こうした被覆ロールは、ゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールよりもずっと高価であるが、通常、ゴム、ウレタン又はビニル被覆されたシャフトに対応するものよりも、有意に寿命が長く、摩擦係数が高く、液絞り特性が良好である。こうした被覆ロールは、油類又は酸性もしくは腐食性の条件に晒されるような状況で特に有用である。この群には、例えばスナバロール、ピンチロール、デオイラロール（de-oiler roll）、洗浄ロール、オイル用及び化学溶液用両方の用途のリンガーロール、及び、オイラロールとして用いられる被覆ロールが含まれる。
【０００４】
現在の不織布被覆ロールの使用は、費用と性能によって決定される。典型的には、不織布被覆ロールは、はじめに不織布ウェッブを樹脂で被覆して該樹脂を硬化させ、中空ディスクとして切り出し、該ディスクを１つの中空円筒として積層して圧縮し、該円筒を保持板及びキーと共に金属シャフトに保持させることで製造する。これら多数のステップにより、ゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールよりもずっと高価な被覆ロールが得られる。しかしながら、不織布被覆ロール上の不織布ウェッブが空隙容量を有するため、それらの表面は、金属加工工程中に金属ウェッブからの小金属砕片を除去することができ、かつ、より大きい砕片に晒される場合には、ゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールで発生するような引裂きや切断なく、一時的に押圧されることができる。不織布被覆ロールは、第一の群のものよりも有意に高い費用を要する多数のステップが、自浄特性、高損傷抵抗性及び十分な液体除去性能を提供するものである長寿命、高表面摩擦、硬い表面及び空隙容量をもつことのうち１つ又は複数の価値をもたらすこととなる状況で、通常用いられている。
【発明の概要】
【０００５】
現在のところゴム、ウレタン又はビニル被覆のシャフトが用いられている第一次金属加工での使用に好適な性能をもつ被覆ロールが、未だ要望されている。また、現在の不織布被覆ロールよりも少ないステップで製造されるものの、金属加工産業で用いられているゴム、ウレタン及びビニル被覆のロールよりも優れた特性を有するような不織布被覆ロールが、未だ要望されている。
【０００６】
一態様においては、均一で平滑な外面をもつシャフトと、該シャフトに接着した樹脂含浸不織布シームレスチューブとを備える不織布被覆ロールを提供する。外面及び内面を備える上記樹脂含浸不織布シームレスチューブは、シームレスチューブとして形成されるニードルタックした繊維のウェッブを備える不織布シームレスチューブを含む。不織布シームレスチューブはまた、不織布シームレスウェッブを含浸させることとシャフトの外面を被覆することとをいずれも行うことで、該シャフトの外面を不織布ウェッブと十分な力で結合させて、不織布被覆ロールでの加工作業中に金属ウェッブからの金属砕片に晒される場合に、金属砕片に晒されていない状態のゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールの寿命と少なくとも同程度である寿命を第一次金属加工条件下で可能にする、樹脂の連続する層を含む。提供する樹脂含浸不織布被覆ロールは、現在の不織布被覆ロールよりも少ないステップで製造可能であり、金属加工産業で用いられているゴム、ウレタン及びビニル被覆のシャフトよりも優れた特性を有することが可能である。
【０００７】
他の態様においては、不織布被覆ロールの製造方法を提供するものであって、該方法は、変化させたときに金属加工条件において安定な樹脂を形成するものである未変化樹脂と、物理的に接着した不織布繊維を備えたシームレス不織布チューブと、外面をもつシャフトとを提供することを含む。該方法は、不織布で覆ったシャフトが、繊維及びシャフトの外面の両方に接触する樹脂の連続する層により含浸するものとなるように、シームレス不織布チューブをシャフトに付着させることと、不織布チューブで覆ったシャフトをその後未変化樹脂で被覆することとをさらに含む。上記方法は、未変化樹脂含浸不織布シームレスチューブで覆ったシャフトを、樹脂変化条件下で回転させて、上記したシャフトに接着した樹脂含浸不織布シームレスチューブを形成することをさらに含む。
【０００８】
ここで、
「金属砕片」とは、より有用な形態に加工している金属ウェッブからの砕片を指し、該砕片の大きさは、ゴム、ウレタン又はビニルなどの平滑材料で被覆したロールの表面に埋め込まれて、加工中に金属ウェッブの表面を引っ掻く又は傷付け得る小粒子から、又は、平滑面を引裂いて又は切断して被覆ロールをその用途で利用不可能にさせ得るような、被覆したロールを引裂く又は切断するのに十分な大きさである、大きい片又は金属ウェッブの縁上の粗い部分などの金属の欠陥に及び得る。
「表面開口」とは、不織布被覆ロールの表面に現れるような空隙容量の開口を指す。
「空隙容量」とは、樹脂被覆不織布ウェッブの少なくとも４パーセントかつ８５パーセント以下である容量を有する不規則形状の空隙を指し、小粒子を捕捉するのに十分である平均の表面開口及び深さは、長軸方向が約０．５インチ（ｉｎ）（１３ミリメートル（ｍｍ））未満程度で、短軸方向が約０．１３ｉｎ（３．２ｍｍ）未満程度である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
この発明の１つ又は複数の特徴又は好ましい形態を、添付の図面に記載している。図面について以下に簡単に説明する。
【００１０】
【図１】図１は、提供する不織布被覆ロールについてのある実施形態で用いる均一で平滑な外面をもつシャフトの断面である。
【図２】図２は、樹脂含浸不織布と図１に示すシャフトとの間の界面の部分の拡大図である。
【図３】図３は、樹脂含浸不織布と、図１に示すものと同様であるが追加的に一部被覆した接着剤の領域をもつシャフトとの間の界面の部分の拡大図である。
【図４】図４は、樹脂のみを用いて不織布をシャフトに接着する、金属加工産業のためのこの発明のある実施形態の製造方法のフロー図である。
【図５】図５は、不織布チューブをシャフト上に配置する前に、シャフトの表面に塗布される第二の硬化性樹脂を用いて、不織布とシャフトとの間の接着性を増強させた、金属加工産業のためのこの発明のある実施形態の製造方法のフロー図である。
【図６】図６は、不織布チューブをシャフト上に配置した後で、不織布の面を通してシャフトの表面に塗布する第二の硬化性樹脂を少なくとも用いて、不織布とシャフトとの間の接着性を増強させた、金属加工産業のためのこの発明のある実施形態の製造方法のフロー図である。
【図７Ａ】図７は、金属加工産業用の現在の不織布被覆ロールの製造方法のフロー図である。
【図７Ｂ】同上。
【図８】図８は、実施例の特性についての表である。
【図９】図９は、様々な量の希釈水を含む樹脂で製造した不織布被覆シャフトのショアＡ硬度である。
【図１０】図１０は、不織布に対して様々な重量比の樹脂を有する、この発明の種々の実施形態の液絞り特性を示すグラフである。
【図１１】図１１は、不織布に対して様々な重量比の樹脂を有する、この発明の種々の実施形態の寿命を示すグラフである。
【００１１】
この発明は、種々の変形及び代替的な形態に変更可能であるが、その具体的な形態は、例として図面に示しており、以下に詳細に記載することとする。しかしながら、この発明は、記載した特定の実施形態に限定されることを意図していないということを理解されたい。それどころか、この発明は、添付の請求項で規定されるような発明の範囲に当てはまる、全ての変形物、均等物及び代替物に及ぶものであることを意図している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
均一で平滑な外面を有するシャフトと、該シャフトに接着した樹脂含浸シームレス不織布チューブとを含む不織布被覆ロールを提供する。
【００１３】
提供する不織布被覆ロールは、現在の不織布被覆ロールと異なる構造を有し、現在の不織布被覆ロールよりも少ないステップで製造可能であるため、結果として有意に廉価となる。提供する不織布被覆ロールは、第一次金属加工産業で用いられているゴム、ウレタン又はビニル被覆のシャフトの特性よりも優れている不織布被覆ロールの特性を多数有する。したがって、この発明の実施形態は、金属加工工程の多くの領域において、ゴム、ウレタン又はビニルで被覆したロールに替えて用いられ得る。例えば、これらには、ブリンドルロール、テーブルロール、デフレクターロール及びステアリングロールとして用いられる被覆ロールが含まれる。また、この発明のいくつかの実施形態は、現在の高価な不織布被覆シャフトで現在対処しているいくつかの用途に用いることができる。例えば、これらには、スナバロール、ピンチロール、デオイラロール、洗浄ロール、オイル用及び化学溶液用両方の用途のリンガーロール、ならびに、オイラロールとして用いられる被覆ロールが含まれる。
【００１４】
不織布材料は通常、ゴム、ウレタン又はビニルのロールに対して高性能な代替物として、第一次金属加工施設において用いられる。これら従来の不織布ロールは、典型的には、５〜１０倍高価であり、それらの典型的な製造方法では、硬化樹脂で含浸させた不織布をディスク状に切り出す必要があることに起因して、材料の無駄が多い。高材料費であることに加えて、従来の不織布被覆シャフトは、概して、金属加工条件下で、搭載板の間に積層したディスクをシャフトに保持させるキーを含む、製造対象のシャフトを特別に設計する必要がある。このように設計された不織布被覆シャフトが、その後ゴム、ウレタン又はビニルで被覆したシャフトに替えて用いられる。
【００１５】
提供する不織布被覆ロールは、無駄を最小限にした方法で製造可能である。提供する方法により、消費者は、既存のシャフトを用いて、現在のゴム、ウレタン又はビニル被覆のシャフトの製造方法の費用と比べて、一部の実施形態による提供する不織布被覆ロールの製造費用を削減することを可能になる。同時に、この発明の不織布被覆ロールは、ゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールで利用可能であるものよりもはるかに良好な性能を第一次金属加工工程にもたらす。
装置
【００１６】
一態様においては、シャフトと樹脂含浸シームレス不織布被覆ロールとを含む、不織布ロールを提供する。一部の実施形態においては、樹脂は、硬化性樹脂であり、硬化させる。一部の実施形態においては、樹脂は、乾燥性樹脂であり、乾燥させる。一部の実施形態においては、樹脂は、硬化性かつ乾燥性の樹脂であり、硬化及び乾燥の両方を行う。シャフトは、均一で平滑な外面を有することが可能である。提供するシャフトは、金属加工工程において有用となることが可能である。このシャフトは、ゴム、ウレタン又はビニル被覆の現在用いられているシャフトに類似しており、金属加工条件下で耐久性があり得、例えば、金属、セラミック、プラスチック又は複合体のシャフトとすることができる。一部の実施形態においては、シャフトの外面は平滑である。他の実施形態においては、外面はわずかに粗いものであってもよい。一部の実施形態においては、外面は、例えば洗浄、バフ研磨又はスムージングなどの方法で、使用の際に調整される。
【００１７】
シャフトに付着させた樹脂含浸シームレス不織布チューブは、ウェットで少なくとも３５ショアＡである硬度と、少なくとも４パーセントの空隙容量を有することが可能である。それは、第一次金属加工作業中に金属ウェッブからの金属砕片を捕捉することができ、かつ、一時的に押圧されることにより、不織布チューブの外面を永続的に損傷させることなく、金属ウェッブ関連の欠陥を通過させることができる、空隙容量を含む外面を有することが可能である。これら特性は、２枚の板間に保持される積層ディスクで形成した現在の不織布被覆ロールで見られる特性に特有なものである。
【００１８】
提供する不織布チューブは、特に、加工している金属ウェッブからの砕片にそれらが晒されていない場合のゴム、ウレタン又はビニルで被覆された従来のシャフトの寿命と同程度に、第一次金属加工条件中で不織布被覆ロールの満足な寿命を可能にするように、シャフトの外面に十分に結合した内面を有するものである。現在の不織布被覆ロールは、互いに十分に結合しているが、その結合は、提供するロールに関連するものよりも、本質的に無駄が多く、特別に誂えるシャフトの設計費用が高額となるような異なる手段によって達成される。
【００１９】
樹脂含浸シームレス不織布チューブは外面及び内面を有し、外面及び内面が、チューブとして形成される不織布シームレスウェッブ及び樹脂の両方を含み得る。該不織布シームレスチューブは、この産業において周知であるニードルタッキング工程を用いて、不織フェルトウェッブ内で繊維同士を接着させて、ウェットで少なくとも３５ショアＡ硬度をもつシームレスチューブを形成することによって製造する。
【００２０】
ショアＡ硬度は、樹脂の種類、樹脂の内容物及び不織布の種類と、ニードルタッキングによる締め固めとによって左右され得る。第一次金属加工工程において十分であるショアＡ硬度は、用途の仕様次第である。酸性、腐食性又は油性の液体の除去が望まれる場合、概して、高硬度に被覆したシャフト面が望まれる。テーブルロールなど要求の少ない用途を想定している場合、低硬度の面が必要である。ドライでのショアＡ硬度の特性は、消費者にとってより測定し易いが、一部の樹脂と繊維の組み合わせでは低いこともあるウェットでのショアＡ硬度が、使用の際のロールの硬度となる。一部の実施形態においては、十分なドライでのショアＡは、３５以上、４０以上又は５０以上から、１００未満、９０未満又は８０未満の範囲に及び得る。一部の実施形態においては、十分なウェットでのショアＡは、３５以上、４０以上、５０以上又は６０以上から、１００未満、９０未満又は８０未満の範囲に及び得る。
【００２１】
不織布分野の当業者は、不織布被覆シャフトを様々な用途に最適化することを可能にさせるような材料は、選択の幅が豊富であることに気づくであろう。第一次金属加工での使用に検討が必要な特性は、例えば、耐化学性、弾性及び伸縮性、不織布繊維及びシャフトの外面の両方への接着性、耐熱性ならびに耐磨耗性を含む。例えばナイロン６，６などであるポリアミドは、ｐＨが中性で油性の環境に対して優れた選択肢となる。あるいは、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）は廉価であるが、その低接着性が、一部の用途には適さない弱い構成の原因となる。過酷な酸性及び腐食性である環境に対しては、例えばポリプロピレンなどであるポリオレフィンが、耐化学性及び廉価であることから普及している選択肢である。高温環境においては、ケブラーとして販売されているパラアミドなどのいくつかの工業用繊維と、使用可能なセラミック繊維とがある。また複数種の繊維を混合して所望の性能を得ることも一般的である。
【００２２】
不織布チューブの繊維密度が、概して十分な自己回復性能と、任意に第一次金属加工工程における液絞りなどの特殊な用途では液体除去特性とを含めて、樹脂含浸シームレス不織布チューブの性能に影響を及ぼし得る。十分な樹脂を添加することで、樹脂含浸シームレス不織布チューブ内での十分な密着と、シャフトの外面へのチューブの十分な接着とを達成することが可能である。この量は、第一次金属加工工程での用途及び特定の金属製品に用いる具体的な条件により変更可能である。樹脂の添加により、チューブ製造工程におけるニードルタッキングなどの工程で既に密度を高めておいた繊維の空隙容量を減少させることが可能である。１立方インチ当たり３グラムの繊維密度をもつ不織布チューブ（１立方インチ当たり０．１１オンス又は１立方センチメートル当たり０．１９グラム）は、８４％の空隙容量を有することが可能である。１立方インチ当たり８グラムの繊維密度を有する不織布チューブ（１立方インチ当たり０．２８オンス又は１立方センチメートル当たり０．５０グラム）は、５７％の空隙容量を有することが可能である。提供する不織布被覆ロールの一部の実施形態においては、樹脂含浸不織布シームレスチューブは、１立方インチ当たり少なくとも５グラム（１立方インチ当たり０．１８オンス又は１立方センチメートル当たり０．３１グラム）から１立方インチ当たり１８グラム（１立方インチ当たり０．６３オンス又は１立方センチメートル当たり１．１０グラム）超までの密度を有することが可能である。
【００２３】
同様に、それらが接触する場合に不織布繊維同士を接着させて特性強化のために繊維を包囲して、第一次金属加工工程における種々の条件下で、不織布チューブをシャフトの外面に接着させることが可能になるような樹脂は、選択の幅が豊富である。ドライでのテーブルロールが必要な場合は、溶液又は混合物を単に乾燥させる樹脂を有する実施形態で対処できる。ウェット状態と関係するロールが必要な場合は、概して、樹脂を硬化又は架橋結合する実施形態で対処する。様々な用途に対して性能特性が最適化されるように、１種又は複数種の樹脂を選択することができる。ウェット状態に好適である普及している樹脂は、例えば、ニトリルゴム、ウレタン、エポキシ、及び、しばしば触媒及び界面活性剤とのエマルジョンとされるアクリル酸を含む。しかしながら、それが存在する環境による影響が最小となるような他の多数の選択肢を、必要とする特性に基づいて利用することができる。樹脂は、十分な強度、繊維への接着性、シャフトの外面への接着性、弾性特性及び耐化学性を有するべきである。これは、乾燥のみで達成されるものもあり、また硬化や架橋結合によって達成されるものもある。例えば熱や紫外線などの照射と共に、触媒を介して、架橋結合が達成されるものもあり、例えばエポキシなど、２箇所の反応により架橋結合が達成されるものもある。ニトリルゴムは、酸性及び腐食性に関して耐化学性に優れている。ウレタンは、強度と弾性に優れている。アクリル酸は、ｐＨが中性である環境で、全ての特性の良好に併せもつ。
【００２４】
「含浸させた」とは、２つの繊維が接触している箇所においてだけでなく、接触している箇所の間が長さ方向に沿っても、完全に被覆されている繊維をいう。この実施形態では、ゴム、ウレタン又はビニル被覆のシャフトについての時間を超えるある長さの時間、温度上昇下で圧力を与える期間に供するが、これにより、シャフト上で樹脂含浸シームレス不織布チューブの構造が安定することとなる。これは、１４９℃（３００°Ｆ）までにおいて、少なくとも３４４．７ｋＰａ（５０ＰＳＩ（ポンド／平方インチ））又は少なくとも５１７．１ｋＰａ（７５ＰＳＩ）のニップ圧とすることが可能である。
【００２５】
さらに、不織布の繊維に含浸する樹脂はまた、シャフトの外面にも被覆して十分な結合を形成する。第一次金属加工工程における十分な結合とは、少なくともゴム、ウレタン又はビニル被覆のシャフトについての時間と少なくとも同程度のある時間の間、あり得る加工温度で加工ニップ力に耐えることが可能である結合である。これらは、少なくとも３００°Ｆ（１４９℃）までにおいて、少なくとも５０ＰＳＩ（３４４．７ｋＰａ）までのニップ力であることが可能である。
【００２６】
上記で述べたように、第一次金属加工工程で提供される不織布被覆ロールの用途は様々である。例えばテーブルロールの用途として樹脂の乾燥のみが必要か又は架橋としても知られる樹脂の硬化も必要かによって、樹脂の特性が類似することもあり、特性が異なることもある。当業者によれば、様々な状況に対して特定の実施形態を最適化するために必要なタイプの樹脂を誂えることができるだろう。標準のテーブルロールに限定される用途では、乾燥又は硬化のいずれかが行われ、かつ、一種類の樹脂に限定されない樹脂が用いられ得る。全ての場合において、乾燥させた樹脂、硬化させた樹脂、又は乾燥及び硬化させた樹脂に変化させる前に、樹脂が不織布ウェッブを通って移動して、シャフトの外面を被覆することが可能であるように構成する必要がある。
【００２７】
一部の実施形態においては、追加的な接着剤を用いて、不織布チューブをシャフトの外面に接着するために用いる樹脂の接着特性を増強してもよい。該接着剤は、第一次金属加工の条件において好適となり、また硬化性、乾燥性、又は硬化性及び乾燥性の両方であり得る、多数の公知の硬化性接着剤のうちの１つであってよい。接着剤はまた、樹脂と混合できるもの又は混合できないものであってよく、加工条件下で、シャフト外側への樹脂含浸シームレス不織布チューブの接着性を高めるために用いられ得る。こうした増強が、日常的な第一次金属加工工程においては通常見られることのない、過酷な条件下での接着が必要となり得る用途に好適である、この発明の不織布被覆ロールをもたらすものである。
【００２８】
提供する不織布被覆ロールは、油類、潤滑油、炭化水素及び水に対して耐化学性を有することが可能である。一部の実施形態においては、提供する不織布被覆ロールの耐化学性は、被覆していない不織布ウェッブの耐化学性を上回ることが可能である。
【００２９】
この発明の一部の実施形態においては、樹脂含浸不織布シームレスチューブの空隙容量は、４パーセント以上かつ６３パーセント未満とすることが可能である。この発明の樹脂含浸シームレス不織布チューブの空隙容量は、少なくとも４パーセントであるべきである。こうした空隙容量が、所望の自己回復性能を形成し、加工中の金属シートの金属砕片を一掃するものである。空隙容量は、樹脂含浸繊維の剛性、弾性及び直径、ならびに、樹脂含浸繊維ウェッブの圧密度などの因子に依存する。いくつかの実施形態では、少なくとも１０パーセント、少なくとも２０パーセント、又は、少なくとも３０パーセントである空隙容量を有し得る。空隙容量は、ニードルタッキングなどのこの分野において周知の技術で圧縮しておいた不織布の空隙容量を上回ってはならない。これは、典型的には、第一次金属加工工程では７５以下である。いくつかの実施形態では、７５パーセント未満の空隙容量を有し、一部では６０パーセント未満の空隙容量を有し、一部では５０パーセント未満の空隙容量を有する。
【００３０】
一部の実施形態においては、樹脂含浸シームレス不織布チューブは、樹脂の不織布繊維に対する重量比を、少なくとも１０：９０とすることが可能である。これにより、ゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールと少なくとも同程度の長さである所望の時間の間、第一次金属加工工程条件下で安定した構成が結果として得られる。一部の実施形態においては、樹脂の不織布繊維に対する比率は、少なくとも１５：８５、少なくとも２０：８０、又は、少なくとも２５：７５である。この比率において樹脂を増加させる場合、少なくとも４パーセントの空隙容量を得るのに十分低い比率を保つように配慮すべきである。より低い比率では、いずれも、ゴム、ウレタン又はビニル被覆したシャフトの表面を切裂くこととなる金属砕片が通過するときに、金属砕片除去と自己回復とについて不十分な結果となることがある。一部の実施形態では、樹脂の不織布繊維に対する重量比が、８５：１５未満であり、一部では８０：２０未満であり、一部では７５：２５未満であり、一部では７０：３０未満である。
【００３１】
一部の実施形態では、提供する不織布被覆ロールは、第一次金属加工条件中での十分な動作寿命として、同様の条件中におけるゴム、ウレタン又はビニルで被覆した従来のシャフトの寿命よりも少なくとも２倍長い寿命を有することが可能である。一部の実施形態においては、該寿命は、少なくとも３倍であり、少なくとも４倍であり、少なくとも５倍であり、少なくとも６倍であり、又は、少なくとも８倍であることが可能である。
【００３２】
不織布被覆ロールの一部の実施形態においては、より過酷な条件を伴う第一次金属加工工程のために、追加的な接着剤を用いて、樹脂含浸シームレス不織布チューブのシャフトの外面への接着を増強してもよい。該追加的な接着剤は、樹脂とシャフトの外面との間における少なくとも１つの非連続の接着剤の層の形態であってもよい。この追加的な接着剤は、樹脂と別個であり得るか、又は、樹脂と混ざり合うものであり得る。また、樹脂と混ざり合った連続的な層の形態であってもよい。一部の実施形態においては、この追加的な接着剤の層は、５．１ミリメートル（２００ｍｉｌ）未満の厚さを有することが可能である。
【００３３】
一部の実施形態においては、提供するロールは、ｐＨが２を超えて１０未満である水及び油などの物質ならびに金属加工作業で通常用いられる揮発性有機化合物に晒されることによって、実質的に影響を受けないものであり得る。このことは特に、樹脂が硬化樹脂である場合に当てはまる。
【００３４】
一部の実施形態においては、提供する不織布被覆ロールは、１から１４の間のｐＨである腐食性環境及び酸性環境からなる群の物質に晒されることによって、実質的に影響を受けないものであり得る。このことは特に、樹脂が硬化樹脂から選択される場合に当てはまる。
【００３５】
一部の実施形態においては、不織布被覆ロールは、１４９℃（３００°Ｆ）超までの温度と、ロール面の７５ＰＳＩ（５１７．１ｋＰａ）超までの圧力とで作業するように構成可能である。
【００３６】
図１及び２は、この発明の装置を示している。図１は、提供する不織布被覆ロールについてのある実施形態で用いる均一で平滑な外面をもつシャフトの断面である。不織布被覆ロール１００を、外面１１２を有する樹脂含浸シームレスチューブ１１０とともに示している。また樹脂含浸シームレスチューブ１１０は、シャフト１２０の外面１１６に付着させる内面１１４も有する。
【００３７】
図２は、図１に示す不織布シームレスチューブとシャフトとの間の界面の部分の拡大図である。該部分を２００として図示している。シャフト２１０の外面は、樹脂層２１２で被覆されている。樹脂層２１２には、樹脂２４０で被覆した不織布被覆繊維２３０が埋め込まれている。図示の実施形態においては、シャフト及び繊維の両方の被覆に使用している樹脂は同一のものである。
【００３８】
図３は、不織布シームレスチューブと、図１に示すものと同様であるが追加的に一部被覆した接着剤の領域をもつシャフトとの間の界面の部分の拡大図である。該部分を３００として図示している。シャフト３１０の外面は、樹脂層３１２と、非連続の接着剤の層３２５とで被覆されている。樹脂層３１２には、樹脂３４０で被覆した不織布被覆繊維３３０が埋め込まれている。シャフト及び繊維の被覆に使用している樹脂は、同一の樹脂である。
方法
【００３９】
提供する不織布被覆ロールの製造方法は、不織布被覆ロールが、第一次金属加工工程におけるゴム、ウレタン又はビニル被覆ロールでの費用の点では競合する一方で、従来の不織布被覆ロールを上回る特性は保持することを可能にする。
【００４０】
提供する方法は、変化させたときに金属加工条件において安定である未変化樹脂と、物理的に接着した不織布繊維を含むシームレス不織布チューブと、外面をもつシャフトとを提供することを含む。樹脂は、所望の用途のために、上記のように選択すべきである。未変化樹脂の２５℃（７７°Ｆ）でのブルックフィールド粘度は、乾燥又は硬化中に、未変化樹脂が不織布を通ってシャフトの外側に移動することが可能となるように、３００センチポアズ（ｃＰ）未満とすべきである。一実施形態においては、粘度は１００ｃＰ未満であり、一実施形態においては５０ｃＰ未満であり、一実施形態においては２５ｃＰ未満であり、一実施形態においては２０ｃＰ未満である。一実施形態においては、樹脂は、アクリルラテックスエマルジョンであり得る。
【００４１】
既存のシャフトの面が準備されると、提供するシームレス不織布チューブは、該シャフトに対してぴったりと適合する大きさに合わせることができる。フェルトチューブとも称する不織布チューブは、緩く形成されたウェッブとして紡いだステープルファイバーから開始して形成することが可能である。このウェッブは、得られるチューブの表面に対して垂直に、例えば片持梁型フェルト用ニードル織機であるニードルパンチ装置又はニードルタッキング装置に供することが可能である。フェルト用ニードルは返しをもつものであり得、不織布ウェッブを通って機械的に繊維を絡ませて、かつ、同時にチューブを圧縮する。形成したフェルトチューブの端部に装着した固定治具は、回転して、フェルトチューブの形成方向に形成された状態のまま、ゆっくりとフェルトチューブを引き抜くことが可能である。十分な長さが形成されると、端部を切断して、１本のフェルトチューブを形成できる。かかる固定治具又は機械は、商品名ＲＯＮＴＥＸとしてＤｉｌｏ社より市販されている。残った部分はいずれもまだ樹脂で被覆していないため、残った不織布は、チューブとして形成する前に、不織布ウェッブに加えることによって完全に再利用することができる。一部の実施形態においては、シームレス不織布チューブは、ニードルタッキングにより繊維パッキングの密度を増加させて、ドライで少なくとも３５ショアＡの硬度を得ることがさらに可能である。
【００４２】
本明細書に記載の方法はまた、外面をもつシャフトを提供することを含む。このシャフトは、第一次金属加工工程においてゴム、ウレタン又はビニル被覆のシャフトに用いるものと同じシャフトであり得る。こうした状況において、シャフトは、必要に応じて、被覆の除去及び外面の洗浄及び平滑化することによって準備する。従来の不織布被覆ロール工程とは異なり、この発明は、両端部でエンドプレートと結合した積層した不織布ディスクを所定の位置に保持するためのキーを伴う特別なシャフトを必要としない。外面をもつシームレス不織布チューブを、シャフトに付着させることが可能である。一部の実施形態においては、予め大きさを合わせたチューブをシャフト上に差し込むのみで、これを達成することができる。
【００４３】
提供する方法はまた、少なくともそれらの接触箇所において、繊維の両側の外面に接触する連続する層により不織布チューブを含浸させ、かつ、シャフトの外面が被覆されて樹脂含浸不織布シームレスチューブで覆われたシャフトを形成するまで、不織布チューブを未変化樹脂で被覆することを含み。例えば、スプレー被覆、浸漬被覆、ロール被覆、又はこれら方法の組み合わせなどである、種々の被覆方法を用いて、含浸させたシームレス不織布チューブを得ることができる。含浸とは、少なくとも、繊維と他の繊維とが又はシャフトの外面とが接触している全ての箇所を、樹脂で被覆している状態であると説明される。一部の実施形態においては、含浸はまた、全ての繊維が樹脂で被覆され、かつ、シャフトの外面が樹脂で被覆された状態であると説明される。一部の実施形態においては、シャフトは、シャフトジャーナルのシャフトオフ（shaft off）を連続して回転させる治具上に配置される。シャフトを回転させながら、低粘度のラテックス樹脂エマルジョンが、不織布材料が完全に含浸するまで不織布材料上に注入される。
【００４４】
提供する方法はまた、樹脂変化条件下において樹脂含浸不織布シームレスチューブで覆ったシャフトを連続的に回転させて、ウェットで少なくとも３５ショアＡの硬度及び少なくとも４パーセントの空隙容量を有する不織布被覆ロールを形成することを含む。提供するロールは、第一次金属加工作業中に金属ウェッブからの金属砕片を捕捉することができ、かつ、一時的に押圧されることにより、不織布チューブの外面を永続的に損傷させることなく、金属ウェッブ関連の砕片を通過させることができる、空隙容量を含む外面を有する。提供するロールはまた、ゴム、ウレタン又はビニルで被覆されており、砕片に晒されていない状態の従来のシャフトの寿命と同程度に、第一次金属加工条件中で不織布被覆ロールの満足な寿命を可能にするように、シャフトの外面と十分に結合した内面を含む不織布シームレスウェッブを有する。提供するロールは、外面及び内面を有し、不織布シームレスチューブとして形成されるニードルタックした繊維を含む不織布シームレスウェッブと、シャフトの外面に接着した硬化樹脂含浸不織布シームレスチューブを形成するためにニードルタックした繊維の全て及びシャフトの外面の両方を連続して被覆する硬化樹脂の連続する層との両方を含む。
【００４５】
一実施形態においては、不織布繊維とシャフトの面との上に十分に分布した樹脂が得られるようにシャフトを回転させながら、該繊維とシャフトの外面との上で未変化樹脂を乾燥させて凝固させることが可能である。回転は、連続でなくてもよい。乾燥により、樹脂含浸シームレス不織布チューブが縮んでシャフトの外面に結合して、柔軟な被覆材料を形成することが可能である。これは、テーブルロールなどの過酷でない用途に好適である。
【００４６】
一実施形態においては、未変化樹脂は、硬化性樹脂エマルジョンとすることが可能である。樹脂が被覆した不織布シームレスチューブで覆ったシャフトを回転させる治具は、炉内に移動して、治具を連続的に回転させながら、硬化性樹脂を乾燥及び硬化させることが可能である。回転は、連続でなくてもよい。乾燥及び硬化を組み合わせることで、上記よりもさらに大幅に、樹脂含浸シームレス不織布チューブを縮ませてシャフトの外面に結合させることが可能である。こうした実施形態は、第一次金属加工工程におけるピンチ、ニップ及び液絞り用途など、より過酷な条件下で用いられるロールに好適である。これら実施形態では、例えば、ゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールの１００倍に及ぶ長い寿命での動作、優れた損傷抵抗性、非マーキングである品質、ゴム、ウレタン又はビニル被覆のロールの３０倍に及ぶ摩擦係数などの非常に良好な特性を有することが可能である。一部の実施形態においては、樹脂含浸シームレス不織布被覆ロールは、硬化樹脂の不織布繊維に対する重量比を、少なくとも１０：９０とすることが可能である。
【００４７】
一部の実施形態においては、提供する不織布被覆ロールは、ゴム、ウレタン又はビニルで被覆したシャフトを現在使用する第一次金属加工での使用に好適であり得る。
【００４８】
一部の実施形態においては、提供する不織布被覆ロールは、ブリンドルロール、デフレクターロール、テーブルロール、しごき加工ロール及びステアリングロールなどのロールとして第一次金属加工での使用に好適であり得る。
【００４９】
一部の実施形態においては、提供する不織布被覆ロールは、ニップロール及びリンガーロールのような第一次金属加工での使用に好適であり得る。
【００５０】
一部の実施形態においては、未変化樹脂を硬化性樹脂とすることが可能であり、該樹脂を凝固することとして、樹脂被覆不織布シームレスチューブを連続的に回転させながら溶媒を除去することが含まれ得る。これら条件としては、典型的に、時間を１０分から６０分の間として、華氏１００度から３００度（３８℃から１４９℃）の温度での加熱を含む。硬化性モノマー及び／又はオリゴマーを光硬化性樹脂として用いた場合は、例えば紫外線照射などである他の硬化手段が好適であり得る。
【００５１】
一部の実施形態においては、製造方法には、樹脂含浸シームレス不織布被覆ロールの外面を「仕上げ加工すること」がさらに含まれる。金属加工分野で周知である仕上げ加工は、加工されている金属ウェッブを該金属ウェッブの表面を傷付けることにならない平滑面にさせるために、ロール面からムラを除去する作業である。仕上げ加工をすることで、ウェットで少なくとも４０ショアＡの硬度を有する樹脂含浸不織布シームレスチューブをもつシャフトとして第一次金属加工で使用されるロールが調整される。
【００５２】
一部の実施形態においては、この製造方法は、変化可能な接着剤を提供することと、シームレス不織布チューブをシャフトに付着させる前に、該変化可能な接着剤の薄層でシャフトの面を被覆することとをさらに含むことが可能である。上記方法はまた、少なくとも一部が樹脂と混ざり合う接着剤の薄層を形成し、変化させることで樹脂含浸不織布チューブのシャフトに対する接着性が高まり、第一次金属加工中のより過酷な条件に耐えるように変化可能な接着剤を変化させることを、変化可能な樹脂を変化させることに加えて含むことも可能である。変化可能な接着剤は、例えば乾燥、硬化ならびに乾燥及び硬化両方などの公知の方法のいずれかによって、加工条件に耐えることができる接着剤に変化させることができる。硬化方法としては、加熱すること、又は、他の照射形態に暴露することを含む。変化可能な接着剤を使用する一部の実施形態においては、変化可能な接着剤の薄層は、シャフトの外面上に事実上連続とすることが可能であり、また約５．１ｍｍ（２００ｍｉｌ）未満の厚さを有することが可能である。
【００５３】
一部の実施形態においては、提供する製造方法は、シームレス不織布チューブをシャフトに付着させた後で、変化可能な接着剤を不織布チューブの内面とシャフトの外面との間の界面に射出することをさらに含む。変化可能な接着剤は、シャフトの面を一部のみ覆うものである、界面で少なくとも１つの独立した非連続領域を形成するように射出される。
【００５４】
この方法は、少なくとも一部が樹脂と混ざり合う接着剤の少なくとも独立した領域を形成し、変化させることで樹脂含浸シームレス不織布チューブのシャフトに対する接着性が高まり、第一次金属加工中のより過酷な条件に耐えるように変化可能な接着剤を変化させることを、変化可能な樹脂を変化させることに加えてさらに含むことが可能である。一部の実施形態においては、非連続の変化可能な接着剤の層は、連続で、かつ、変化する樹脂と混ざり合い、また約５．１ｍｍ（２００ｍｉｌ）未満の厚さを有する。
【００５５】
図４は、不織布をシャフトに接着するために樹脂のみを用いた、金属加工産業のための不織布被覆ロールについて提供する実施形態の製造方法のフロー図である。ステップ４０１は、原材料を提供することを含む。ステップ４０２は、フェルト又は不織布のチューブを形成することを含む。ステップ４０３は、フェルトをカスタマーシャフトに付着させて、チューブラ状組立体を形成することを含む。ステップ４０４は、変化可能な樹脂で組立体を被覆することを含む。ステップ４０５は、変化可能な樹脂を乾燥させる又は変化可能な樹脂に同時に乾燥及び硬化させることによって、樹脂を変化又は固化させることを含む。ステップ４０６は、樹脂含浸不織布被覆ロールを仕上げ加工することを含む。最後に、ステップ４０７は、得られた不織布被覆ロールに対して品質チェックを実行することを含む。
【００５６】
図５は、不織布チューブをシャフト上に配置する前に、シャフトの表面に塗布される第二の変化可能な接着剤を用いて、不織布とシャフトとの間の接着性を増強させた、金属加工産業に有用な不織布被覆ロールについて提供する他の実施形態の製造方法のフロー図である。ステップ５０１は、原材料を提供することを含む。ステップ５０２は、フェルト又は不織布のチューブを形成することを含む。ステップ５０３は、変化可能な接着剤の薄層をカスタマーシャフトに塗布することを含む。ステップ５０４は、フェルトチューブを変化可能な接着剤で覆ったカスタマーシャフトに付着させて、チューブラ状組立体を形成することを含む。ステップ５０５は、変化可能な樹脂で組立体を被覆することを含む。ステップ５０６は、変化可能な接着剤及び変化可能な樹脂の両方を、乾燥させる、硬化させる、又は同時に乾燥及び硬化させることによって、樹脂及び接着剤を変化又は固化させることを含む。ステップ５０７は、不織布被覆ロールを仕上げ加工することを含む。最後に、ステップ５０８は、得られた不織布被覆ロールに対して品質チェックを実行することを含む。
【００５７】
図６は、不織布チューブをシャフト上に配置した後で、不織布の面を通してシャフトの表面に塗布する第二の変化可能な接着剤を少なくとも用いて、不織布とシャフトとの間の接着性を増強させた、金属加工産業のための不織布被覆ロールについて提供する他の実施形態の製造方法のフロー図である。８つのステップで説明する。ステップ６０１は、原材料を提供することを含む。ステップ６０２は、フェルト又は不織布のチューブを形成することを含む。ステップ６０３は、フェルト又は不織布のチューブを接着剤で覆ったカスタマーシャフトに付着させて、チューブラ状組立体を形成することを含む。ステップ６０４は、変化可能な接着剤の薄層をカスタマーシャフトに塗布することを含む。ステップ６０５は、変化可能な樹脂で組立体を被覆することを含む。ステップ６０６は、変化可能な接着剤及び変化可能な樹脂の両方を、乾燥させる、硬化させる、又は同時に乾燥及び硬化させることによって、樹脂及び接着剤を変化又は固化させることを含む。ステップ６０７は、不織布被覆ロールを仕上げ加工することを含む。ステップ６０８は、得られた不織布被覆ロールに対して品質チェックを実行することを含む。
【００５８】
図７は、金属加工産業用の現在の公知の不織布被覆ロールの製造方法のフロー図である。ステップ７０１は、原材料を提供することを含む。ステップ７０２は、フェルト又は不織布のウェッブを形成することを含む。ステップ７０３は、ウェッブを硬化性樹脂で被覆し、平坦なウェッブを形成することを含む。ステップ７０４は、ウェッブを乾燥及び硬化させることを含む。ステップ７０５は、ウェッブをディスク状に切り出すことを含む。ステップ７０６は、該ディスクをキーに合わせるように整列させることを含む。ステップ７０７は、ディスクを計量することを含む。ステップ７０８は、メークシャフトに対してディスクを圧密し、ディスクによるスリーブとメークシャフトとを備える組立体を形成することを含む。ステップ７０９は、組立体を熱処理することを含む。ステップ７１０は、組立体を冷却することを含む。ステップ７１１は、メークシャフトからディスクによるスリーブを引き抜くことを含む。ステップ７１２は、該スリーブに対して品質チェックを実行することを含む。ステップ７１３は、スリーブを、キーを伴うカスタムシャフト上で圧縮して不織布被覆ロールを形成することを含む。ステップ７１４は、不織布被覆シャフトに仕上げ加工することを含む。ステップ７１５は、得られた不織布被覆ロールに対して品質チェックを実行することを含む。
【００５９】
このように、この発明の方法は、材料に生じる無駄がずっと少ない、非常に少ないステップ数を有する。
【実施例】
【００６０】
第一次金属加工用途において、被覆シャフトとして満足に使用するためには、様々な特性が必要である。第一の特性は、その寿命が、ゴム、ウレタン又はビニル被覆のシャフトの寿命と少なくとも同程度であるべきであるというものである。被覆シャフトは、密着性を維持するべきであるが、第一次金属加工工程で使用する条件下で、不織布のシャフトへの接着性を失うことにより、又は、擦り減りもしくは切り裂きにより不織布チューブの密着を壊滅的に失うことにより、不利に品質が低下する。第二の特性は、この発明の不織布被覆の硬度は、ウェットでのショアＡ及びドライでのショアＡの両方での硬度であるというものである。ウェットでの硬度は、使用条件中での硬度がよりよく測定される。ドライでの硬度は、消費者がより測定し易い。第三の特性は、液絞りとしても知られる、不織布被覆ロールの液体除去特性である。
【００６１】
シャフト上の樹脂含浸シームレス不織布チューブについての実施例では、この発明の不織布被覆シャフトの特性が、少なくとも現在のゴム、ウレタン又はビニル被覆のシャフトに替わって、第一次金属加工工程での用途に好適であるか否かの評価を行った。実施例は、（１）１つの変化可能な樹脂エマルジョンである、３３重量％、２５℃でのブルックフィールド粘度が２０ｃＰ、乾燥及び硬化時の密度が１立方インチ当たり１７．５４グラム（１立方インチ当たり０．６３オンス又は１立方センチメートル当たり１．０９グラム）の固体である硬化性アクリル酸ラテックスエマルジョン樹脂と、（２）１つの不織布である、１立方インチ当たり１８．５８グラム（１立方インチ当たり０．６７オンス又は１立方センチメートル当たり１．１５グラム）のベア繊維密度のナイロン６，６高密度６デニール繊維とにより行った。エマルジョンは、水道水で希釈して、エマルジョンの水道水に対する重量比が様々であるエマルジョンを形成し、実施例毎に樹脂の繊維に対する比率を変えながら、被覆量は同様に維持した。ほとんどの実施例が、同様の繊維チューブ長、外径及び内径、ならびに、繊維密度であった。温度２５５°Ｆ（１２４℃）の室内で１２時間、シャフトを回転させながら、上述したように、樹脂エマルジョンをシャフト上のシームレス不織布チューブに塗布した。その後ロールを仕上げ加工した。得られた樹脂含浸不織布被覆ロールは、樹脂の繊維に対する比率、ウェットでのショアＡ硬度、及びドライでのショアＡ硬度が様々であった。図８の表は、実施例の構成及び硬度である。
【００６２】
樹脂含浸不織布スリーブの硬度と不織布ロールに塗布される樹脂が減少することとの相関を示すために、ドライ状態及びウェット状態のサンプル毎にデュロメータデータを収集した。実施例５及び６では、繊維密度もまた異なったために、樹脂の濃度が異なったが、樹脂の繊維に対する重量比は同様であった。図９は、希釈水を加えていった各実施例の樹脂含浸不織布のウェットでの硬度及びドライでの硬度の両方についてのグラフである。
【００６３】
図９では、不織布チューブに塗布される樹脂又は量を変化させることで、スリーブの硬度を一部制御することができたことを示している。塗布した樹脂の量が少ない程、ウェット状態とドライ状態での硬度の値が収束する。
【００６４】
次に、液絞り試験を行った。第一次金属加工産業のロールの液絞り性能は、多くの使用者にとって最重要因子の一つである。概して、リンガーロールは、加工している金属コイルの表面から可能な限り多くの溶液を除去するべきである。溶液の種類及び温度、ライン速度、ロールにかかる圧力、及びその密度の全てが、実際の利用において液絞り性能に影響を与えることとなる。液絞り効率すなわち全密度は、概して、圧力及び温度が増加すると増加し、ロールの硬度が増加すると減少する。ゴム、ウレタン及びビニル被覆のロールは、真新しい状態では液絞り効率の点で不織布被覆ロールよりも性能が優れていることがあるが、それらの表面はすぐに損傷することになり、長期間良好な液絞りを持続することができない。ほぼ全ての場合において、達成される必要があり、かつ、良好であるが必要のないものよりもより良好である、許容可能な液絞り量が存在する。
【００６５】
液絞り試験は、持続可能で具体的な条件下で様々な実施例の液絞り性能を決定するように構成される。
【００６６】
液絞り試験は、回復特性を決定するために、標準動作２４時間と、大きい金属砕片が実施例に押付けた後２４時間との４８時間とした。この試験では、ある機械により、１つのシャフトに対して１つの小ロールが押付けられる現場環境を模擬実験する。駆動ロールは、鋼帯を模擬実験するように作られた、直径８ｉｎ（２０センチメートル（ｃｍ））の鋼ロールである。さらに実際の状態を模擬実験するために、１８０°Ｆ程度に熱した水に鋼帯を一部浸漬させる。実施例のロールは、表面がニップ点において１インチ当たり７５パウンドの力（毎時１３ニュートン）の圧力を受けるように配置される。試験は、６００ｆｔ／分（１８３メートル／分（ｍ／ｍｉｎ））の表面速度で行う。第一段階では、ロールがニップ点を通すことを許した水の量（「通過」と考える）の測定を、ニップ点の後に実施例のロールに対して載置した予め計量したペーパータオルを計量することによって、２時間毎に行う。試験のこの部分は、２４時間の加速条件試験である。
【００６７】
第二段階では、損傷の回復を試験する。二又状の損傷用用具を、１分間連続して駆動ロール及び試験ロールに突き刺し、この分野での積極的損傷を模擬実験する。その後試験は、第一段階と同じ方法であるが、損傷に起因する大きいスパイクの後では上記通過は後退するため、（その場合は）速度に対して細心の注意を払って行う。この段階は、さらに２４時間行う。水の温度、ライン速度、及び、ロールにかかる圧力のパラメータは定められているものとする。この試験の間に、ニップ点でロールが取り出した、グラムで測定した水量のデータを収集した。
【００６８】
図１０は、８の表に示すような、不織布に対して様々な重量比である樹脂を有する、この発明の種々の実施形態の液絞り試験結果を示すグラフである。グラムでの持ち越した水量対試験時間を図示している。図１０のグラフが、液絞り試験の結果を示している。このグラフを綿密に観察することにより、樹脂量が減少するにつれて、液絞り性能が低下したことがわかる。また驚くべきことに、この発明の不織布被覆ロールの実施例は、樹脂対繊維の全範囲にわたって、他の市販の不織布被覆ロールのように液絞り試験での損傷部分に影響を受けやすい、というものではなかったことが特筆すべき点であった。樹脂が減少するにつれて、持ち越す量は増加する。２０グラム未満の値で、その実施例がリンガーロールなどウェットでの利用に有用であることを示唆している。全てのサンプルが好適であった。
【００６９】
第三の試験は、加工条件下での不織布ロールの寿命を決定するＰＬＩ試験である。具体的には、樹脂含浸シームレス不織布チューブの内部耐久性及びロールの寿命が対象である。
【００７０】
第一次金属加工産業のロールの圧力性能は、用途毎に正しい製品を選択する際の重要な因子である。ロールが長寿命であることは、壊滅的に破損するまでに、それらが耐えることが可能である圧力量及び温度の副次的結果である。この圧力は、ライナ・インチ当たりのポンド、すなわちＰＬＩで測定可能である。壊滅的な破損は、圧力と、その圧力に起因して上昇した温度との組み合わせのもとで生じ得る。
【００７１】
実施例について、次にＰＬＩ試験を行った。ＰＬＩ試験は、２ＰＳＩの増加で２０分毎に圧力を増加させながらロールの表面に鋼製車輪を走らせて、実験室環境で深刻なロール損傷を模擬実験することを含むものとした。圧力及び関連する損傷を増加させながら、ロールの凹み及び同一点での温度を測定及び記録した。ＰＬＩ試験は通常、液絞り試験で用いたサンプルロールで行った。試験により、予定通りに２０分毎に線形に圧力を増加させた場合のデータ一式を得た。予定通りの停止とデータ収集とを行いながら、温度及び変形／凹みを測定した。その後圧力が、開始の圧力から一定量増加したが、試験は、不織布チューブのシャフトに対する接着の損傷を示唆する壊滅的な損傷があるまで、又は、温度が３００°Ｆ（１４９℃）に達するまで、再度行った。
【００７２】
このサンプルロールの結果を、図１１のグラフに示している。このグラフは、樹脂の不織布に対する重量比が様々である、この発明の種々の実施形態の寿命を示す。試験したリニア・インチ当たりのポンドで、実施例の不織布被覆ロールが圧力の増加によってどのように影響受けるかを測定した。他の市販の不織布被覆ロールのように、実施例は、過剰な圧力では失敗することとなる。驚くべきことに、最低量の樹脂のものであったとしても、試験した圧力の範囲にわたって、接着が損傷した実施例はなかった。実施例は、他の市販の製品よりも最初の圧痕が大きいが、典型的な市販の不織布被覆ロールの性能と同等の圧力耐性がある。希釈水３８．８５％での実施例３は、第二段階に入って４時間後の温度で、予期せぬスパイクがあったが、これはこの実施例が、週末の間に乾燥してしまったことによる。希釈水が少ない実施例及びより多い実施例で、良好な寿命の結果をもつ挙動を示した。このグラフはまた、少ない樹脂で圧力性能が向上したことも示している。また、実施例が損傷する温度は、試験した他の全ての市販の不織布シャフトよりも高い５０°Ｆ（２７．７℃）であった。樹脂の繊維に対する比率が８：９２である最低量の樹脂の実施例で、ロールの外観にはっきりとした変化が観察されたが、これはこの比率では繊維に含浸がなされていなかったことを示唆する。
【００７３】
結論として、実施例はリンガーロールとして十分であり、テーブルロール又はテンションロールとしての使用に寄与することを補償するものであった。樹脂量を変化させることで、消費者の要望／要求及び製造費用の削減に適うこととなる製品の様々なバリエーションが可能である。
【００７４】
当業者にとっては、本発明に関する他の変形例及び変更が明らかであるだろう。この発明は、開示目的で選択した実施形態に限定することは意図しておらず、この発明の真の趣旨及び範囲の逸脱とならない全ての変更及び変形例を網羅するものである。
【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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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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