JP5033503B2 - ロール - Google Patents

Description

本発明は、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールに関するものである。

鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールに関しては、さまざまな改良がなされ、例えば、極細繊維が立体的に絡合された不織布の空隙部に高分子弾性体が多孔質構造で充填された繊維質シートからなるディスク状物を多数枚重畳してなる吸液ロール（特許文献１）がある。

特許文献１の吸液ロールは、吸液に必要な外部装置を備えていない為、不織布層からなるロール部が徐々に吸液飽和状態となる。吸液に必要な外部装置を備えていないロールにおける液体除去機能は、ロールにコンプレッサー等を介してエアー圧等の一定の圧力がかかりながら回転することにより、液体を被洗浄面の両端部から流し去るダム機能と、ロールが回転しながら圧力により圧縮される圧縮ゾーンにおいて、ロール部の空隙部に吸収された液体を被洗浄面に一旦放出し、次いでロールが圧力による圧縮から開放される開放ゾーンにおいて、不織布を形成する繊維質の毛細管現象により被洗浄面の液体がロール部に吸い上げられ、ロール部の空隙部に放出される吸排機能とから構成されている。前記吸排機能は、不織布に充填された高分子弾性体が弾性変形する為、ロール部の空隙率が前記圧縮ゾーンで０％となり、前記開放ゾーンで元の空隙率に復元することにより発現する。しかし、液体がロール部の空隙部に吸収、及び空隙部から排出されることを繰り返すと、高分子弾性体は液体と接触することにより、徐々に膨潤して弾性率が低下し、前記開放ゾーンで元の空隙率に復元することができなくなる。その為、空隙率が減少したロール部の空隙部には、繊維質の毛細管現象により吸い上げられた液体の全量を放出することができず、ロール部は吸液飽和状態となり、液体除去機能が長期間に亘って持続しないという問題を有していた。なお、高分子弾性体の弾性率と膨潤度の関係は、弾性率は膨潤度の３／５乗に反比例するというフローリーのゴム弾性の理論が知られている。

上記問題を解決するために、吸液機能を備えた軸本体、及びこの軸本体に圧着重畳された不織布シートで構成する不織布ロールと、当該不織布ロールと配管を介し連通される真空ポンプとで構成される、送出、吸液機能を備えた不織布ロールを利用する吸液方法であって、この吸液方法は、吸引抵抗による真空値、及び毛細管の機能を高めることを意図して、前記不織布部をウエットな吸液状態にして使用し、かつこの使用状態で前記軸本体に多数千鳥状等に開設した透孔を介して、前記吸液状態にある不織布部内部に於いて、不織布ロール外表面方向に向かってほぼ倒円錐形状に有効な吸液、送液毛細管部を作用せしめるとともに、前記真空吸引力の一部が前記不織布ロールの外表面に於いて重畳作用するように構成したことにより、前記真空吸引力を当該不織布ロールの外表面で均一作用させる構成とした不織布ロールを利用する吸液方法と、この吸液方法に使用する吸液ロール装置（特許文献２）が考案されている。

特開昭６１−２６２５８６号公報 特開平７−１２０１４５号公報

特許文献２の不織布ロールを利用する吸液方法と、この吸液方法に使用する吸液ロール装置は、ロールの有するダム機能と吸排機能に加えて、ロール部に吸収された液体は、吸引ポンプにより、透孔、空洞部、貫通孔を介して不織布ロール外部に排出されるので、吸液に必要な外部装置を備えていないロールに比べて、ロール部の吸液飽和状態は抑制され、液体除去機能は長期間に亘って持続される。しかしながら、新たに吸引ポンプ等の外部装置を導入する必要があり、設備投資コストが高くなるという課題を有していた。

また、不織布ロール外部に排出された液体は、吸引ポンプ装置側に吸引されることになる。排出された液体は、フィルター等により吸引ポンプ装置への流入を防いでいるものの、排出された液体の一部はフィルター等を通過して吸引ポンプ装置に流入し、徐々に真空吸引力が低下すると共に、吸引ポンプが故障しやすくなる為、吸引ポンプのメンテナンス費用、あるいは修理費用等のロールにかかるランニングコストが嵩むという課題も有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、長期間に亘って被洗浄面に付着した液体を迅速、且つ確実に除去、搾取、洗浄することができるロールを、コストを抑えて安価にて提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決する為に、請求項１の発明のロールは、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールはロール部及び台座を有し、前記ロール部は前記台座の外周面に形成されてあると共に、ロール片を有し、前記台座は外周面に前記ロール部が形成される本体部、及び前記本体部の両端に連接される継ぎ手部Ａ、及び継ぎ手部Ｂを有し、前記継ぎ手部Ａから前記継ぎ手部Ｂの方向に流体が貫通するよう中空部が形成されてあり、該中空部と連通する開口部を有する仕切り部材が前記本体部の内壁面に形成されてあると共に、前記本体部の外壁面に形成された小孔に連通する大孔が前記本体部の内壁面に設けられ、前記大孔は前記仕切り部材の下流側の近傍に形成されてあるもので、台座の継ぎ手部Ａ側から継ぎ手部Ｂ側に向け、流体を噴射すると、流体は仕切り部材の開口部を通過直後、運動エネルギーが上昇する。その結果、大孔近傍の中空部の圧力エネルギーは低下するので、大孔近傍の中空部に負圧が発生し、ロールにおける圧力構成は、ロール部に比べて、大孔近傍の中空部の方が低くなる。ところで、物質は圧力の高い方から低い方へ移動することから、ロール部に吸収された液体は、ロール部から小孔、大孔を介して中空部に排出されることになり、流体と共に、台座の継ぎ手部Ｂ側からロールの外部に放出される。その為、ロール部は液体により吸液飽和状態になることが抑制されるので、ロールは長期間に亘って被洗浄面に付着した液体を迅速、且つ確実に除去、搾取、洗浄することが可能となる。なお、ロール部を構成するロール片は、人工皮革、不織布等の基材からなり、前記基材の有する繊維の毛細管現象により、ロール部に液体が吸収される。

上記の如くの仕組みは、流体の位置エネルギー、運動エネルギー、及び圧力エネルギーの総和は、中空部の任意のどの位置においても常に一定であるというエネルギー保存の法則によるものである。前記中空部の如くの管路における流体のエネルギー保存の法則は、一般的にベルヌーイの定理と呼ばれている。本発明のロールの場合、流体は中空部において、継ぎ手部Ａから継ぎ手部Ｂの横同一方向に貫通するのみであり、中空部は流体が上部から下部、あるいは下部から上部に流れるよう形成されていないので、流体の位置エネルギーは中空部のどの位置においても同一である。また、流体の運動エネルギーは、中空部の断面積が最も小さくなる仕切り部材の通過直後において流速が最も速くなることから最大となる。その為、圧力エネルギーは、運動エネルギーが最大となる仕切り部材の通過直後、すなわち大孔近傍において最小となる。従って、流体を継ぎ手部Ａから継ぎ手部Ｂの方向に貫通させると、中空部において断面積変化による負圧が発生する為、ロール部に吸収された液体は、圧力の高い方から低い方へ移動するので、台座の本体部に引き寄せられることになり、本体部の外壁面に形成されてある小孔、及び内壁面に形成されてある大孔を介して、中空部に排出され、中空部を通る流体と共に、継ぎ手部Ｂ側からロール外部に放出されるのである。

また、本発明においては、ロールの他に、継ぎ手部Ａ側から流体を導入するエアー供給機等の外部装置が必要となるが、ロールには従来からコンプレッサー等によりエアー圧等の一定の圧力が加えられていることから、前記コンプレッサー等を利用して中空部に流体を噴射することができるので、新たに流体を供給する為の外部装置を導入する必要が無い。その為、設備投資コストを抑えることができる。

さらに、ロール部に吸収された液体は、上記の如く、継ぎ手部Ｂ側から流体と共にロール外部に放出される為、継ぎ手部Ａ側に設置されてあるコンプレッサー等の外部装置に、液体が流入することが無く、安定した流体の供給ができると共に、液体の流入によるコンプレッサー等の外部装置に故障が発生することが無い。その為、ロールのランニングコストを抑えることができる。

請求項２の発明のロールは、特に、請求項１の発明のロールにおいて、小孔は本体部の外壁面に複数箇所設けられると共に、内壁面に設けられた大孔に連通するよう分枝状に形成されてあるもので、ロール部に吸収された液体は、本体部の外壁面の複数箇所に開設された小孔と、内壁面に開設された大孔を介して、中空部に排出される。その為、ロール部に吸収された液体は、ロール部から万遍なく、且つ均一に中空部に排出されることから、ロールの耐用期間の大幅な向上につながる。

請求項３の発明のロールは、特に、請求項１又は２の発明のロールにおいて、仕切り部材に形成された開口部は、下流側の開口面積が上流側の開口面積に比べて大にて形成されてあるもので、流体が仕切り部材の開口部を通過する際に、流体の摩擦損失が減少することから、効果的に中空部に負圧が発生する。その為、ロール部に吸収された液体は、より一層、効率よく確実に、中空部に排出される。

請求項４の発明のロールは、特に、請求項１から３のいずれかの発明のロールにおいて、本体部の継ぎ手部Ｂ側の端部外方に、複数の流通路が形成されてあり、該流通路の開口面積の合計は、中空部における最大開口面積以上であるもので、本体部の継ぎ手部Ｂ側の端部外方における流体の圧力エネルギーは、中空部における圧力エネルギー以下になることが無い。その為、継ぎ手部Ｂ側の端部外方からロールの外部に放出される流体、及び液体は、中空部に引き寄せられることが無いので、流体、及び液体が中空部に逆流することが防止される。

請求項１の発明のロールは、ロール部に吸収された液体を、中空部に発生した負圧を活用し、流体と共に、ロールの外部に放出することができるので、ロール部の吸液飽和状態が抑制され、ロールの耐用期間の長期化を図ることができる。

また、ロールにかかわる設備投資コスト、ランニングコストを極めて抑えることができるので、迅速、且つ確実に被洗浄面に付着している液体を除去、搾取、洗浄できるロールを、安価にて提供することができる。

請求項２の発明のロールは、ロール部に吸収された液体を、ロール部から満遍なく、且つ均一に中空部に排出することができるので、ロールの耐用期間の一層の向上につながる。

請求項３の発明のロールは、流体の摩擦損失を減少させることができるので、効率的に中空部に負圧を発生させ、ロール部に吸収された液体を、より一層、効率よく確実に、中空部に排出することができる。

請求項４の発明のロールは、継ぎ手部Ｂ側の端部外方からロールの外部に放出される流体、及び液体の中空部への逆流を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施例１）
図１は、本発明のロールの正面図、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は、ロール片を前面側から見た斜視図、図３（ａ）は、仕切り部材を前面側から見た斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図３（ｃ）は、内筒の部分斜視図、図３（ｄ）は、外筒の部分斜視図、図４は、本発明のロールの断面図、図５は、本発明のロールを継ぎ手部Ｂ側から見た側面図である。

図１、及び図２（ａ）において、ロール１は、台座３、止め金具８、プレート９、及び複数のロール片４から形成されてあるロール部２より構成されてある。台座３は、鉄等の金属材料からなる略円筒形状であり、外周面にロール部２が形成される本体部５、及び本体部５の両端にボルト１０にて連接される継ぎ手部Ａ６、及び継ぎ手部Ｂ７を有して形成されてある。本体部５と、継ぎ手部Ａ６、及び継ぎ手部Ｂ７の連接は、前記ボルト１０締めの他、溶接等の方法を用いることもできる。また、ロール部２は、複数のロール片４が重ね合わされて形成されてあり、複数のロール片４が両側から止め金具８、及びプレート９にて挟み付けられて、本体部５の外周面に形成されてある。止め金具８には、スナップリングが使用されてある。さらに、本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７には、流通路１１が形成されている。

台座３を構成する本体部５は、略円筒形状の外筒１３と、中空部１４を有する略円筒形状の内筒１２が溶接により一体化されると共に、外筒１３が内筒１２を被覆して形成されてある。外筒１３と、内筒１２を一体化して本体部５を形成する方法は、溶接以外にもボルト止め等の方法を用いることもできる。また、外筒１３の外壁面の等分４箇所には小孔１５が開設されてあり、内筒１２の外周等分４箇所には、小孔１５より大の開口面積を有する大孔１６が開設されている。小孔１５と大孔１６は連通すると共に、大孔１６を介して中空部１４に通じている。なお、小孔１５、及び大孔１６は、外筒１３、及び内筒１２の外周等分４箇所以外にも、等分６箇所、８箇所等設けても構わない。

図２（ｂ）において、ロール片４は、中心部に穴部１７を有すると共に、外周面には端部１８を有する概円環状にて形成されてある。ロール片４は、平板状の人工皮革、あるいは不織布等からなる基材を、トムソン型、レーザーカッター等を用いて概円環状に抜き取り、形成される。

なお、ロール片４、外筒１３は、実施例１の形態以外にも、ロール片４の内周面にキー溝を設けると共に、外筒１３の外周面に前記キー溝が挿入されるキーを装着することにより、回転ズレ防止機能を付加させた形態等も採用できる。

次に、ロール片４を構成する基材の製造方法について、いくつか述べる。

第１の方法は、複数本の繊維を、平板状に集積させて布状体を形成し、前記布状体を複数枚、重ね合わせた後、特殊な針を突き刺して、３次元に絡合された不織布を得る。前記の製造方法は、一般的には、ニードルパンチングと呼ばれている。また、布状体はウエッブと呼ばれている。得られた不織布は、ポリウレタン溶液中に含浸され、不織布にポリウレタンを充填させる。次いで、ポリウレタンを充填させた不織布を、水中に浸漬させると共に、水中に二酸化炭素を注入し、炭酸発泡させることにより、不織布、及び極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンよりなる平板状の二重構造体を形成するもので、前記二重構造体は一般的には人工皮革と呼ばれている。なお、不織布を形成する繊維には、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、別名ウレタン弾性糸とも呼ばれるスパンデックス繊維等が単独使用、あるいは併用される。

第２の方法は、複数本の繊維を、平板状に集積させて布状体となるウエッブを形成し、ニードルパンチングにより３次元に絡合された不織布を得る。得られた不織布にたいして、架橋剤を配合した高分子弾性体をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて付着させ、加熱することにより不織布を形成する繊維間を結合させるもので、前記の製造方法により得られた不織布は、一般的にケミカルボンド法不織布と呼ばれている。なお、不織布を形成する繊維には、綿、レーヨン、セルロース等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成樹脂繊維が単独使用、あるいは併用される。また、高分子弾性体には、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が単独使用、あるいは併用される。また、架橋剤は、前記高分子弾性体の分子間に橋架け構造を形成し、一段と優れた弾力性を高分子弾性体に付与する目的で配合されるものであり、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン等のメラミン樹脂、ブロックイソシアネート等のイソシアネート樹脂、脂肪族エポキシ等のエポキシ樹脂を単独、あるいは併用して用いることができる。

第３の方法は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂を溶融紡糸すると共に、得られた熱可塑性樹脂繊維にたいして１００〜１５０ｋｇｆ程度の高圧水流を噴射することにより、繊維を絡合させる。次いで、架橋剤を配合した高分子弾性体をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて繊維に付着させ、加熱することにより不織布を形成するもので、前記の製造方法により得られた不織布は、一般的に水流絡合法不織布と呼ばれている。

上記に示した基材の製造方法は代表的な例であり、上記以外にも、例えば、熱溶融した合成樹脂を連続的に紡糸して繊維を形成し、繊維を延伸しながら捕集ネット上に集積して熱ロールで加圧することにより繊維を結合して不織布を形成するスパンボンド法、熱溶融した合成樹脂を紡糸口から吐出する際、高温エアーで紡出し、捕集ネット上で加熱された繊維を結合させて不織布を形成するメルトブロー法、塩化メチレン、フロン等の低沸点溶剤中に合成樹脂を溶解し、紡糸口から加熱、加圧状態で繊維を紡糸すると同時に、前記低沸点溶剤を揮発させ、繊維を捕集ネット上に集積し、熱ロールで加圧して繊維を結合して不織布を形成するフラッシュ紡糸法、融点の異なる複数の合成樹脂を溶融して融点の高い方の合成樹脂を紡糸して繊維を形成し、溶融された融点の低い方の合成樹脂をバインダーとして繊維を接着させて不織布を形成するファイバーボンド法やサーマルボンド法等により製造された不織布を用いても構わない。また、織布、編物等の布帛を採用することもできる。

ロール片４に用いられる基材の選択については、ロール１が除去、搾取、洗浄する液体の性状、ロール１が使用される雰囲気温度等の使用条件、コスト等を考慮して、適宜、決定されるものである。

次に、図３、図４、及び図５を用いて、ロール１の製作方法について説明する。

最初に、図３（ａ）の如く、鉄等の金属材料からなり、中心部に開口部２０を有する平板状の仕切り部材１９を用意する。図３（ａ）、及び図３（ｂ）において、仕切り部材１９は、外周面の２分の１には、２箇所の外周部Ａ２１ａを有し、それぞれの外周部Ａ２１ａの一方の端部の間には概凹状の部分連通路Ａ２２ａが形成されてあると共に、外周部Ａ２１ａの他方の端部には概鉤状の部分連通路Ｂ２２ｂが２箇所、形成されている。また、仕切り部材１９の外周面の他の２分の１には、外周部Ｂ２１ｂが形成されてある。なお、仕切り部材１９は、開口部２０の中心点から外周部Ａ２１ａまでの半径と、開口部２０の中心点から外周部Ｂ２１ｂまでの半径を比べた場合、開口部２０の中心点から外周部Ａ２１ａまでの半径の方が大となるように設定されている。さらに、開口部２０の中心点から部分連通路Ａ２２ａ、あるいは部分連通路Ｂ２２ｂまでの半径と、開口部２０の中心点から外周部Ｂ２１ｂまでの半径を比べた場合、開口部２０の中心点から部分連通路Ａ２２ａ、あるいは部分連通路Ｂ２２ｂまでの半径の方が大となるように設定されている。

また、図３（ｂ）において、仕切り部材１９の中心部に設けられた開口部２０は、上流側開口部２０ａから下流側開口部２０ｂに向けてテーパー状に形成されてあると共に、上流側開口部２０ａにおける直径Ｄ_１と、下流側開口部２０ｂにおける直径Ｄ_２を比べた場合、下流側開口部２０ｂにおける直径Ｄ_２の方が大となるように設定されている。従って、開口部２０における断面積は、必然的に下流側開口部２０ｂの断面積が、上流側開口部２０ａの断面積に比べて大となる。

次に、図３（ｃ）の如く、鉄等の金属材料からなる略円筒形状の内筒１２を用意する。図３（ｃ）において、内筒１２は、円周上、及び長手方向の外周等分４箇所に亘って複数の連通路２４が形成されてあると共に、複数の連通路２４の間には複数の凸状の外周部Ｃ２１ｃが形成されている。また、図３（ｃ）、及び図４において、内筒１２の長手方向の略中央部には、概半円状に挿入口２３が設けられ、挿入口２３には、上記の如く形成された仕切り部材１９が挿入され、溶接により内筒１２に固定される。また、仕切り部材１９が挿入される挿入口２３の下流側の近傍の円周等分４箇所には、大孔１６が開設されている。

なお、実施例１の本発明のロール１においては、内筒１２の長手方向の略中央部に挿入口２３を設け、仕切り部材１９を挿入したが、内筒１２の継ぎ手部Ａ６側、あるいは継ぎ手部Ｂ７側に挿入口２３を設け、仕切り部材１９を挿入してもよい。継ぎ手部Ａ６側に仕切り部材１９を配置した場合、継ぎ手部Ａ６側の重量が重くなるので、継ぎ手部Ｂ７側に鉄、鉛等の金属材料からなるボルト等を設置し、重量補正を施すと、ロール１の回転が安定する。また、継ぎ手部Ｂ７側に仕切り部材１９を配置した場合、継ぎ手部Ｂ７側の重量が重くなるので、継ぎ手部Ａ６側に前記の如くの重量補正を施す必要がある。

仕切り部材１９は、挿入口２３に挿入される際、開口部２０に形成された上流側開口部２０ａが継ぎ手部Ａ６側、下流側開口部２０ｂが継ぎ手部Ｂ７側、すなわち大孔１６の近傍に位置するよう配置される。また、仕切り部材１９に形成された外周部Ｂ２１ｂは、内筒１２の内壁面に接するよう配置される。さらに、仕切り部材１９に形成された外周部Ａ２１ａは、内筒１２に形成された外周部Ｃ２１ｃに連なるよう配置されると共に、仕切り部材１９に形成された部分連通路Ａ２２ａ、及び部分連通路Ｂ２２ｂは、内筒１２に形成された連通路２４に連通するよう配置される。

次に、図３（ｄ）の如く、鉄等の金属材料からなる略円筒形状の外筒１３を用意する。図３（ｄ）において、外筒１３は円周等分４箇所、及び長手方向に亘って、複数の小孔１５が等間隔にて開設されている。小孔１５は、千鳥形状をなすよう開設してもよい。そして、外筒１３の内壁面が、上記の如く構成された内筒１２の外周部Ｃ２１ｃに接するように嵌め合わされて一体化され、一体化された内筒１２と外筒１３の両端部を溶接により固定することによって、本体部５が形成される。なお、外筒１３に開設された複数の小孔１５が、内筒１２に設けられた連通路２４の上部に位置するよう、外筒１３は内筒１２に嵌合される。外筒１３の外周面２５には複数枚のロール片４が嵌合挿入され、ロール部２が形成される。

次に、図４の如く、中空部１４を有する継ぎ手部Ａ６、及び継ぎ手部Ｂ７を本体部５の両端部にたいして複数本のボルト１０にて接合し、台座３が形成される。中空部１４は、継ぎ手部Ａ６から本体部５、継ぎ手部Ｂ７にかけて流体が貫通するよう形成されてあると共に、略同一の開口断面積を有し、本体部５の略中央部に設置された仕切り部材１９により、開口断面積が小となるよう構成されている。

図４、及び図５において、台座３を構成する本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７には、中空部１４における最大開口面積以上の面積を有するよう流通路１１が形成されている。

次に、概円環状に打ち抜かれたロール片４を複数枚重ね合わせて、穴部１７を台座３にたいして貫通させる。そして、台座３の長手方向からプレス機にて所定長さだけ圧縮させた後、止め金具８、及びプレート９にて挟み付けて固定する。次に、所定時間放置することにより、重ね合わせた複数枚のロール片４の内部応力を均一化させ、端部１８を切削加工、及び研磨加工し、台座３の本体部５の外周面２５上にロール部２を形成して、ロール１が製作される。なお、ロール部２は、ロール１に使用する総数のロール片４より形成されてある。

ロール部２の表面部の硬度は、４０°〜９０°程度に設定されるのが望ましい。硬度が４０°未満の場合、硬度が低すぎて、被洗浄面が繰り返しロール部２に当接すると、早期にロール部２が摩耗する。また、硬度が９０°を超えると、ロール１の弾力性が劣り、効率よく確実に、被洗浄面に付着した液体を、ロール部２に吸収することが難しくなる。なお、硬度とは物質の硬さを表わし、ＪＩＳＫ６２５３加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法に記載のデュロメータ硬さ試験により測定した硬度である。

次に、図４を用いて、本発明のロール１を、鋼板に付着した油分除去用に使用した際の動作、作用について説明する。

ロール１は、箱形の鋼板洗浄機（図示せず）に上下一対で設置され、コンプレッサー等の外部装置によりエアー圧等の一定の圧力が加えられて回転駆動し、上下のロール１の間を、表面に油分が付着した鋼板が通過する。その際、鋼板はロール部２と接触し、ロール部２を構成するロール片４が有する繊維の毛細管現象により、鋼板表面の油分はロール部２に吸い上げられると共に、ロール部２の空隙部に放出される。

台座３は、継ぎ手部Ａ６側に設置されたコンプレッサーから配管系（図示せず）が継ぎ手部Ａ６の端部に連接され、台座３に形成された中空部１４内を、コンプレッサーにより矢印Ｃの方向に流体が噴射されている。流体は、継ぎ手部Ａ６の中空部１４を通り、本体部５に形成された中空部１４、及び本体部５の略中央部に設置された仕切り部材１９の開口部２０を通過し、本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７に設けられた流通路１１を介して、ロール１の外部に流出していく。流体は、仕切り部材１９に形成された開口部２０の通過直後において、運動エネルギーが最大となり、且つ圧力エネルギーが最小となる。すなわち、大孔１６が形成された近傍において圧力エネルギーは最小となる。従って、ロール部２に吸収された油分は、中空部１４における断面積変化による負圧の発生に伴い、圧力の高い方から低い方へ移動するので、台座３の本体部５に引き寄せられ、本体部５の外周面２５に形成されてある小孔１５、及び連通路２４を介して、大孔１６から中空部１４に排出され、中空部１４を通る流体と共に本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７に設けられた流通路１１よりロール１の外部に放出される。放出された油分は、鋼板洗浄機の内部で循環する。その為、ロール部２に吸収された油分は、常にロール１外部の鋼板洗浄機内に放出されるので、ロール部２は吸液飽和状態になることが抑制され、長期間に亘って鋼板表面の油分は迅速、且つ確実に除去される。

また、本発明のロール１においては、ロール１の他に、継ぎ手部Ａ６側から流体を導入するエアー供給機等の外部装置が必要となるが、ロール１には従来からコンプレッサー等によりエアー圧等の一定の圧力が加えられていることから、前記コンプレッサー等を利用して中空部１４に流体を噴射することができるので、新たに流体を供給する為の外部装置を導入する必要が無い。その為、ロール１にかかわる設備投資コストを抑えることができる。

さらに、ロール部２に吸収された油分は、上記の如く、継ぎ手部Ｂ７側から流体と共にロール１の外部に放出される為、継ぎ手部Ａ６側に設置されてあるコンプレッサー等の外部装置に、油分が流入することが無く、安定した流体の供給ができると共に、油分の流入によるコンプレッサー等の外部装置に故障が発生することが無い。その為、ロール１のランニングコストを抑えることができる。

小孔１５は、本体部５の外壁面に複数箇所設けられると共に、連通路２４を介して、内壁面に設けられた大孔１６に連通するよう分枝状に形成されてあるので、ロール部２に吸収された油分は、本体部５の外壁面の複数箇所に開設された小孔１５と連通路２４を通り、内壁面に開設された大孔１６を介して、中空部１４に排出される。その為、ロール部２に吸収された油分は、ロール部２から万遍なく、且つ均一に中空部１４に排出されることから、ロール１の耐用期間の大幅な向上につながる。

仕切り部材１９に形成された開口部２０は、下流側開口部２０ｂの断面積が上流側開口部２０ａの断面積に比べて大にて形成されてあるので、流体が仕切り部材１９の開口部２０を通過する際に、流体の摩擦損失が減少することから、効果的に中空部１４に負圧が発生する。その為、ロール部２に吸収された油分は、より一層、効率よく確実に、中空部１４に排出される。

本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方に、中空部１４における最大開口面積以上の面積を有する流通路１１が形成されてあるので、本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方における流体の圧力エネルギーは、中空部１４における圧力エネルギー以下になることが無い。その為、継ぎ手部Ｂ７側の端部外方からロール１の外部に放出される流体、及び油分は、中空部１４に引き寄せられることが無いので、流体、及び油分が中空部１４に逆流することが防止され、効率よく確実に、流体、及び油分がロール１の外部に放出される。

なお、本発明のロール１においては、流通路１１は複数形成されてあるが、複数の流通路１１の合計の開口面積が、中空部１４の最大開口面積以上であれば、いかなる形態も採用できる。また、仕切り部材１９に形成された開口部２０の形態については、実施例１以外にも、例えば、仕切り部材１９と内筒１２を一体加工にて開口部２０を形成させる形態等、開口部２０を有する仕切り部材１９が形成されてある形態ならば、いかなる形態も採用できる。

次に、本発明のロール１の油分排出性能について、下記要領にて試験した。

最初に、外径が４５ｍｍ、内径が３０ｍｍ、全長が１９０ｍｍの鉄からなる内筒１２を用意し、内筒１２の長手方向の略中央部に、鉄からなる厚みが７ｍｍの仕切り部材１９を１枚、設置した。仕切り部材１９には開口部２０を形成し、上流側開口部２０ａの直径を７ｍｍ、下流側開口部２０ｂの直径を１０ｍｍに設定した。また、仕切り部材１９の下流側近傍の円周等分４箇所には、直径が５ｍｍの大孔１６を開設すると共に、内筒１２の外周面には複数の連通路２４を設けた。次に、外径が５０ｍｍ、内径が４５ｍｍ、全長が１９０ｍｍで、外周面２５に直径が２ｍｍの複数の小孔１５が開設された鉄からなる外筒１３を用意し、内筒１２に嵌め合わせると同時に、両端部を溶接により固定し、一体化した本体部５を製作した。なお、小孔１５は、外周面の等分４箇所に開設すると共に、外筒１３の長手方向に２０ｍｍ間隔で、合計３６箇所開設した。小孔１５は、内筒１２の外周面に設けられた連通路２４の上部に位置するよう配置した。次に、本体部５の両端部に、中空部１４を有する継ぎ手部Ａ６、及び継ぎ手部Ｂ７を、４本のボルト１０により連接し、一体化して全長が３２６ｍｍとなる台座３を形成した。なお、本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７には中空部１４における開口面積以上の面積を有する流通路１１を設けた。

次に、見掛け密度が０．４５ｇ／ｃｍ^３の人工皮革から、外径が１３０ｍｍ、内径が５０ｍｍの概円環状のロール片４を複数枚、抜き取った。そして、複数枚のロール片４が有する穴部１７を、上記の如く構成された台座３に積層し、ロール片４の端部１８を１０ｍｍ切削加工、及び研磨加工して、外径が１２０ｍｍ、内径が５０ｍｍ、全長が１９０ｍｍのロール部２を有する本発明のロール１を１本製作した。なお、ロール部２の表面部の硬度は７５°に設定した。

上記の如く構成されたロール１を、スギムラ化学工業製の洗浄油プレトンＲ−３０３Ｐに２４時間、浸漬させ、ロール部２を吸液飽和状態とした。ロール部２には、６５０ｃｃの洗浄油が吸収された。

次に、外径が１２０ｍｍで、本体部の長さが１９０ｍｍ、継ぎ手部を含めた全長が３２６ｍｍの鉄からなる略円筒形状のワークロールを１本用意した。そして、本発明のロール１が上部、ワークロールが下部となるように、回転試験機に上下一対でロール１とワークロールを設置した。次に、ワークロールを２７０ｒｐｍにて回転させると共に、ロール１にコンプレッサーにて線圧８．３ｋｇｆ／ｃｍのエアー圧を加えてワークロールに押し付け、回転させた。また、ロール１には、コンプレッサーから配管系が継ぎ手部Ａ６の端部に連接され、台座３に形成された中空部１４内を、コンプレッサーにより継ぎ手部Ｂ７の方向に流体を噴射した。流体の初速度は３５ｍ／秒に設定した。

上記に示した試験条件にて、ロール１を２４時間回転させ、２４時間後のロール１の重量を測定することにより、ロール部２からロール１の外部に放出された洗浄油の量を算出した。

上記試験の結果、ロール１の中空部１４において、仕切り部材１９における断面積変化により負圧が発生し、ロール部２に吸収された６５０ｃｃの洗浄油は、小孔１５、連通路２４、及び大孔１６を介して、中空部１４を貫通する流体と共に、本体部５の継ぎ手部Ｂ７側の端部外方、及び継ぎ手部Ｂ７に形成された流通路１１からロール１の外部に放出された。放出された洗浄油の量は、６４８ｃｃで、ロール部２に吸収されたほぼ全量の洗浄油が、ロール１の外部に放出されたことになり、本発明のロール１は、非常に優れた油分排出性能を有するものであった。

本発明のロールは、主に、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄するリンガーロール、ワイパーロール以外にも、高い耐久性を必要とするロールとして、広く好適に使用することができる。

本発明のロールの正面図 （ａ）図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）ロール片を前面側から見た斜視図 （ａ）仕切り部材を前面側から見た斜視図、（ｂ）図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）内筒の部分斜視図、（ｄ）外筒の部分斜視図 本発明のロールの断面図 本発明のロールを継ぎ手部Ｂ側から見た側面図

符号の説明

１ ロール
２ ロール部
３ 台座
４ ロール片
５ 本体部
６ 継ぎ手部Ａ
７ 継ぎ手部Ｂ
８ 止め金具
９ プレート
１０ ボルト
１１ 流通路
１２ 内筒
１３ 外筒
１４ 中空部
１５ 小孔
１６ 大孔
１７ 穴部
１８ 端部
１９ 仕切り部材
２０ 開口部
２０ａ 上流側開口部
２０ｂ 下流側開口部
２１ａ 外周部Ａ
２１ｂ 外周部Ｂ
２１ｃ 外周部Ｃ
２２ａ 部分連通路Ａ
２２ｂ 部分連通路Ｂ
２３ 挿入口
２４ 連通路
２５ 外周面

Claims (4)

1. 鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状からなる被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールはロール部及び台座を有し、前記ロール部は前記台座の外周面に形成されてあると共に、ロール片を有し、前記台座は外周面に前記ロール部が形成される本体部、及び前記本体部の両端に連接される継ぎ手部Ａ、及び継ぎ手部Ｂを有し、前記継ぎ手部Ａから前記継ぎ手部Ｂの方向に流体が貫通するよう中空部が形成されてあり、該中空部と連通する開口部を有する仕切り部材が前記本体部の内壁面に形成されてあると共に、前記本体部の外壁面に形成された小孔に連通する大孔が前記本体部の内壁面に設けられ、前記大孔は前記仕切り部材の下流側の近傍に形成されてあることを特徴とするロール。
2. 請求項１記載の構成よりなるロールにおいて、小孔は本体部の外壁面に複数箇所設けられると共に、内壁面に設けられた大孔に連通するよう分枝状に形成されてあることを特徴とするロール。
3. 請求項１又は２記載の構成よりなるロールにおいて、仕切り部材に形成された開口部は、下流側の開口面積が上流側の開口面積に比べて大にて形成されてあることを特徴とするロール。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の構成よりなるロールにおいて、本体部の継ぎ手部Ｂ側の端部外方に、複数の流通路が形成されてあり、該流通路の開口面積の合計は、中空部における最大開口面積以上であることを特徴とするロール。

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