JP7531984B2 - 樹脂シート製造装置用搬送ローラ - Google Patents

Description

本発明は、樹脂シート製造装置に用いられる搬送ローラに関する。

熱可塑性樹脂やゴムなどの樹脂材料により、樹脂シートが製造され、種々の用途に使用される。樹脂シートの製造は、例えば、可塑化した樹脂材料を押出して、ローラ等によって所定の厚みや幅に圧延し、硬化させ、所定の厚みとなったシートを引取ることにより行われる。

例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂を押し出し機から押出し、鏡面圧延ローラで所定厚みのシート材とした後に、搬送ローラにより加熱炉を通して徐冷し、引取りローラで引取って、熱可塑性樹脂シートを得ることができる製造装置が開示されている。
また、特許文献２には、偏肉樹脂シートの製造方法が開示されており、偏肉樹脂シートは、押出機によりダイから押し出された樹脂を成形ローラ・冷却ローラに通して所定の断面を与えた後に、搬送ローラを備える加熱装置や熱処理装置を通して、その後冷却することにより得られる。

樹脂シート製造装置において、典型的には、加熱炉や熱処理装置、冷却装置内で、搬送ローラが用いられ、搬送ローラにより樹脂シートを搬送する。例えば、特許文献１では、金属製の搬送ローラが加熱炉に用いられている。また、搬送ローラを利用してシートに張力や駆動力を与える場合もある。

特開平１１－３２０６５６号公報 特開２００９－２２０４４０号公報

ところで、樹脂シート製造装置によって製造される樹脂シートや、原料の樹脂材料が、粘着性を有する場合がある。特に、未架橋ゴムは粘着性が高い。また、樹脂シートを構成する樹脂材料をシート状に加工した際の高温状態では、樹脂シートや樹脂材料が粘着性を呈しやすい。加工中の樹脂シートが粘着性を呈する場合、加工中の樹脂シートが搬送ローラに巻き付いたり、搬送されるシートにたわみや搬送ムラが生じてシートに厚みムラが生じたりするなどといった不良が発生しやすい。その場合、樹脂シート製造装置用の搬送ローラは、樹脂材料が粘着しにくいものであることが望まれる。

また、搬送ローラが加熱装置や熱処理装置内で用いられる場合、これら搬送ローラは高温となる。高温となった搬送ローラは取り扱いしにくく、ローラの交換やメンテナンスの作業が煩雑となる。

本発明の目的は、樹脂シートの粘着を抑制可能な樹脂シート製造装置用の搬送ローラを提供することにある。また、本発明の他の目的は、高温となる搬送ローラの取り扱い性を高め、搬送ローラの交換やメンテナンスを効率化することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、樹脂モノフィラメントを筒状に編組した編組チューブを、編組チューブが搬送ローラの外周に露出するように、ローラの芯材と一体化すると、上記課題の少なくとも一つが解決できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、樹脂シート製造装置の加熱装置内、若しくは熱処理装置内で用いられる搬送ローラであって、搬送ローラは、ローラの芯材と、樹脂モノフィラメントを筒状に編組した編組チューブを有し、編組チューブに芯材が挿通された状態で、編組チューブの樹脂フィラメントが点状に搬送ローラの最外周に露出するように、芯材と編組チューブが一体化されている、樹脂シート製造装置用搬送ローラである（第１発明）。

第１発明において、好ましくは、編組チューブの編組組織が、平織状である（第２発明）。また、第１発明もしくは第２発明において、好ましくは、樹脂モノフィラメントを構成する樹脂材料が、ＪＩＳ Ｋ ７２１５に準拠して測定したデュロ硬度で、ＨＤＤ５０～９５、または、ＪＩＳ Ｋ ７２０２－２に準拠して測定したロックウェル硬度で、ＨＲＲ５０～１１５もしくはＨＲＤ５０～１１５である（第３発明）。また、さらに、第３発明において、好ましくは、樹脂モノフィラメントを構成する樹脂材料が、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、４フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンの共重合体のいずれかを主体とする樹脂材料である（第４発明）。

本発明の樹脂シート製造装置用搬送ローラ（第１発明）によれば、樹脂シートと搬送ローラの接触が点接触に近くなり、樹脂シート製造装置の加熱装置内、若しくは熱処理装置内における搬送ローラへの樹脂シートの粘着を抑制できる。また、本発明の樹脂シート製造装置の加熱装置内、若しくは熱処理装置内で用いられる搬送ローラ（第１発明）は、ローラ芯材の熱が搬送ローラの外周面に伝わりにくく、搬送ローラが高温となった際の取り扱い性が良くなり、搬送ローラの交換やメンテナンスを効率化できる。

さらに、第２発明、第３発明、第４発明のようにした場合には、粘着抑制効果や、高温時の取り扱い性がより高められる。

第１実施形態の搬送ローラを示す斜視図である。 第１実施形態の搬送ローラの構造及び製造方法を示す斜視図である。

以下図面を参照しながら、樹脂シート（特にゴムシート）の製造装置に使用される搬送ローラを例として、発明の実施形態について説明する。発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。

図１は、第１実施形態の搬送ローラ１を示す斜視図である。搬送ローラ１は、ローラの芯材１２と、編組チューブ１１を有する。編組チューブ１１は、樹脂モノフィラメント（１１ａ、１１ｂ）を筒状に編組して構成されている。

筒状の編組チューブ１１に芯材１２が挿通された状態で、芯材１２と編組チューブ１１が一体化されている。一体化の手段は特に限定されず、接着剤などを用いた一体化であってもよい。編組チューブ１１の樹脂モノフィラメントが点状に搬送ローラ１の最外周に露出するように、芯材１２と編組チューブ１１が一体化されて、搬送ローラ１が構成されている。芯材１２と編組チューブ１１の間に、他の層（例えば弾力層）が設けられていてもよい。

搬送ローラ１は、樹脂シート製造装置の加熱装置内、若しくは熱処理装置内での搬送ローラとして使用される。樹脂シート製造装置において、搬送ローラ１により樹脂シートや樹脂材料が搬送される際には、搬送ローラの外周に露出した編組チューブに、樹脂シートや樹脂材料が点接触するように使用される。

芯材１２の具体的構成は、搬送ローラ１の搬送機能が発揮される限り、特に限定されない。典型的には芯材１２は、金属等により円柱状に形成され、中心軸となる部分にベアリングやシャフト、穴などを有する。搬送ローラ１により駆動力を与えることができるよう、芯材１２にキー溝や歯車、プーリなどが形成されていてもよい。

編組チューブ１１について説明する。編組チューブ１１において、筒状の編組は、複数本の樹脂モノフィラメントを準備し、その半分（１１ａ，１１ａ・・）を右巻き螺旋状となるように、残り半分（１１ｂ、１１ｂ・・）を左巻き螺旋状となるように配し、巻き方向の異なる樹脂モノフィラメントが交差する位置でどちら側が外周側となるかを入れ替えるように編んで行われる。このような構造の編組チューブは、ブレード編組とも俗称されている。

図１の部分拡大図に示すように、編組チューブ１１は、部分的に見ると織物のような構造をしており、第１の方向に配された樹脂モノフィラメント１１ａ、１１ａが、第１の方向と交差する第２の方向に配された樹脂フィラメント１１ｂ、１１ｂに対し、径方向外側を通ったり径方向内側を通ったりする織物構造を有している。好ましくは、樹脂モノフィラメントのそれぞれが、単独（１本）で、織物構造の経糸や緯糸に対応するように編組されていることが好ましい。なお、複数本の樹脂モノフィラメントを引きそろえた束として、束が織物構造の経糸や緯糸に対応するように編組してもよい。

図１の部分拡大図に示すように、編組チューブ１１は、部分的に見た際の織物の組織が、平織物のように、経糸に対応する樹脂モノフィラメント１１ａと、緯糸に対応する樹脂モノフィラメント１１ｂが、互いに１本ごとに交互に浮き沈みして交錯する組織となっていることが好ましい。すなわち、編組チューブ１１は、編組組織が平織状であることが好ましい。
なお、編組チューブ１１の編組組織は平織状に限定されず、綾織状（斜文織状）、特に４枚両面斜文織状であってもよく、朱子織状であってもよい。

編組チューブ１１を構成する樹脂モノフィラメント１１ａ、１１ｂについて説明する。樹脂モノフィラメントは、樹脂、好ましくは熱可塑性樹脂を所定の断面、典型的には円形断面で紐状に押出成形したものが使用できる。樹脂モノフィラメントには、適宜、コーティングがなされていてもよい。また、樹脂モノフィラメントを構成する樹脂材料は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５に準拠して測定したデュロ硬度で、ＨＤＤ５０～９５、または、ＪＩＳ Ｋ ７２０２－２に準拠して測定したロックウェル硬度で、ＨＲＲ５０～１１５もしくはＨＲＤ５０～１１５であることが好ましい。

樹脂モノフィラメント１１ａ、１１ｂを構成する樹脂材料は、特に限定されないが、好ましくは、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、４フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンの共重合体（ＰＦＡ樹脂）のいずれかを主体とする樹脂材料である。ポリアミド樹脂は、芳香族系ポリアミド樹脂であってもよい。本実施形態では、編組チューブ１１を構成する樹脂モノフィラメントは、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂を主体とする樹脂材料により構成されている。樹脂材料のモノフィラメントで編組された編組チューブとして、ケーブル等の保護チューブなどとして市販されているものを使用することもできる。

図２に、第１実施形態の搬送ローラ１の構造及び製造方法の例を示す。所定の長さに調整した編組チューブ１１に対し、チューブに芯材１２を通すようにして、所定の位置で両者を一体化する。編組チューブ１１は、長さ方向に縮めると拡径し、長さ方向に伸ばすと縮径する性質があるので、この性質を利用すると、編組チューブ１１への芯材１２の挿通、芯材１２への密着や一体化が行いやすい。

編組チューブ１１は複数本の樹脂モノフィラメント１１ａ、１１ｂにより構成されているため、編組チューブ１１の長さ方向の末端では、樹脂モノフィラメントがバラバラにならないよう、適宜末端処理（例えばテープ巻き）を行うことが好ましい。

第１実施形態の搬送ローラ１の作用および効果について説明する。
搬送ローラ１では、樹脂モノフィラメントを筒状に編組した編組チューブ１１が搬送ローラ１の外周に露出するように配されている。そのため、搬送ロールの最外周部には、織物組織で交互に径方向外側に現れる樹脂モノフィラメントが、点状もしくは短い線状に現れ、露出することとなる。このような搬送ローラ１で樹脂シートを搬送すると、樹脂シートと搬送ローラ１の接触が点接触に近くなり、樹脂シート製造装置において、搬送ローラと樹脂シートが粘着してしまうことを抑制できる。

また、樹脂モノフィラメントを編組組織が平織状、綾織状若しくは朱子織状のいずれかである筒状に編組した編組チューブ１１は、断面で見た場合に空間部が多い。そのため、編組チューブ１１自体の熱容量が小さく、芯材１２からローラの外表面への熱伝導も悪くなる。したがって、樹脂シート製造装置において、搬送ローラ１が高温になっていても、ローラ芯材の熱が搬送ローラの外周面に伝わりにくく、ローラの表面が人体と接触しても火傷などをしにくくなって、搬送ローラが高温となった際の取り扱い性が良くなる。これにより、搬送ローラの交換やメンテナンスを効率化できる。樹脂モノフィラメントの編組チューブでは、最外周部の接触部が点状になることも、火傷の防止や、交換等の効率化に貢献する。

また、上記第１実施形態の搬送ローラ１のように、編組チューブ１１の編組組織が平織状である場合には、樹脂モノフィラメントの織物構造によるモノフィラメントの屈曲の程度が大きくなり、搬送ローラの最外周部の接触部が点状になることが、より際立つため、粘着抑制効果や、高温時の取り扱い性が、より向上する。

搬送ローラが適用されるシート製造装置がゴム製造装置である場合、未架橋ゴム材料は特にローラに粘着しやすい。搬送ローラとシートの樹脂材料の粘着をより抑制する観点からは、編組チューブの空間率をより高めることが好ましい。編組チューブの空間率は、太い樹脂フィラメントを使用したり、樹脂フィラメントの間の間隔を広くするなどして、より疎な編組をすることにより、高めることができる。また、編組組織が平織状である場合には、右巻き螺旋のモノフィラメントと左巻き螺旋のモノフィラメントが互いになす角を９０度に近づけることにより、編組チューブの空間率を高めることもできる。

一方、搬送ローラの駆動力を高めたい場合などには、右巻き螺旋のモノフィラメントと左巻き螺旋のモノフィラメントが互いになす角をより小さくするなどしてもよい。

また、上記第１実施形態の搬送ローラ１のように、樹脂モノフィラメントを構成する樹脂材料が、ＪＩＳ Ｋ ７２１５に準拠して測定したデュロ硬度で、ＨＤＤ５０～９５、または、ＪＩＳ Ｋ ７２０２－２に準拠して測定したロックウェル硬度で、ＨＲＲ５０～１１５もしくはＨＲＤ５０～１１５である場合には、樹脂モノフィラメントがつぶれにくくなり、編組の組織がより厚み方向に際立った立体的なものとなって、粘着抑制効果や高温時の取り扱い性が、特に向上する。

また、さらに、上記第１実施形態の搬送ローラ１のように、樹脂モノフィラメントを構成する樹脂材料が、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、４フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンの共重合体のいずれかを主体とする樹脂材料である場合には、粘着抑制効果がより向上する。
なお、樹脂モノフィラメントを構成する樹脂材料は、樹脂材料の融点や軟化点が、樹脂シート製造装置における搬送ローラの使用温度よりも２０℃以上、より好ましくは４０℃以上、高くなるように選択されることが好ましい。

発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、これら実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。

搬送ローラの形状は、典型的には円筒・円柱であるが、これに限定されない。搬送ローラは、一端が他端よりも小径となるようにテーパのついた形状であってもよい。また、搬送ローラは、ローラの中央部が大径にされた、たる型の形状であってもよいし、ローラの中央部が小径にされた、くびれ形状であってもよい。編組チューブ１１の伸縮を利用すれば、こうした形状のローラであっても、芯材と編組チューブを密着させて一体化できる。

編組チューブ１１を構成する樹脂モノフィラメントの断面形状は、円断面であってもよいが、楕円断面や、三角形断面や、矩形断面であってもよい。また、樹脂モノフィラメントには、汚れ防止や静電気防止などの目的に応じ、必要に応じコーティングがされていてもよい。

上記実施形態の搬送ローラ１が使用される樹脂シート製造装置によって製造される樹脂シートは特に限定されない。樹脂シートを構成する樹脂材料は、ゴムや熱可塑性エラストマ、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂であってもよい。また、樹脂シートは単層のシートであってもよいが、積層構造を有する樹脂シートであってもよい。

搬送ローラは樹脂シート製造装置の加熱装置内、若しくは熱処理装置内で使用でき、樹脂材料や樹脂シートを搬送できて産業上の利用価値が高い。

１ 搬送ローラ
１１ 編組チューブ
１１ａ、１１ｂ 樹脂モノフィラメント
１２ 芯材

Claims (4)

1. 樹脂シート製造装置の加熱装置内、若しくは熱処理装置内で用いられる搬送ローラであって、
   搬送ローラは、
   ローラの芯材と、
   樹脂モノフィラメントを筒状に編組した編組チューブを有し、
   編組チューブに芯材が挿通された状態で、編組チューブの樹脂モノフィラメントが点状に搬送ローラの最外周部に露出するように、芯材と編組チューブが一体化されている、
   樹脂シート製造装置用搬送ローラ。
2. 編組チューブの編組組織が、平織状である、
   請求項１に記載の樹脂シート製造装置用搬送ローラ。
3. 樹脂モノフィラメントを構成する樹脂材料が、ＪＩＳ Ｋ ７２１５に準拠して測定したデュロ硬度で、ＨＤＤ５０～９５、または、ＪＩＳ Ｋ ７２０２－２に準拠して測定したロックウェル硬度で、ＨＲＲ５０～１１５もしくはＨＲＤ５０～１１５である、
   請求項１または請求項２に記載の樹脂シート製造装置用搬送ローラ。
4. 樹脂モノフィラメントを構成する樹脂材料が、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、４フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンの共重合体のいずれかを主体とする樹脂材料である、
   請求項３に記載の樹脂シート製造装置用搬送ローラ。

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