JPS641297B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、金属ロールと弾性ロールのニツプに
よりウエブ表面を平滑化するスーパーカレンダー
装置に関し、特に、前記弾性ロールの作動温度が
60〜120℃の高温領域内で使用されるスーパーカ
レンダー装置に関するものである。 前記スーパーカレンダー装置は、前記金属ロー
ルと弾性ロール間に50〜500Kg／cm程度の比較的
高い線圧力をかけて、前記両ロールのニツプによ
つてウエブの表面を平滑化したり、表面の艶出し
をする装置であるが、特に前記艶出しの場合100
〜500Kg／cm程度の可成り高い線圧力と、60〜120
℃程度の高い温度の作動条件下で前記ウエブの表
面処理が行なわれる。 従つて、前記弾性ロールは前述したような高圧
かつ高温に耐え得る耐圧耐熱性の弾性ロールでな
ければならない。そこで、従来、この種のスーパ
ーカレンダー装置における前記弾性ロールは、そ
の表面硬度や材質についての研究が重ねられ、提
案がなされている。例えば、特開昭51−92606号、
特開昭51−103404号、特公昭52−17404号等にこ
の種の提案が開示されている。 しかしながら、従来の提案された弾性ロールは
全て、非作動時即ち常温時における表面硬度につ
いての提案を行なつているものに過ぎず、実際に
表面処理しているロール作動時の表面硬度につい
ては何等示されていない。特に、前記弾性ロール
の表面硬度及び作動温度との関係については知ら
れていない。 例えば、磁気テープの製造に当り、前記テープ
の磁性層表面を平滑化することが、前記テープの
Ｓ／Ｎ特性の向上に極めて重要であることが判明
し、その艶出しのために両ロールのニツプ圧及び
前記金属ロール並びに弾性ロールの温度を夫々高
くすることが要求されており、前記特公昭52−
17404号、特開昭51−92606号には前記弾性ロール
の表面硬度を70゜以上（シヨアーＤ硬度）、特に
85゜以上にすることが望ましいとの記載がある。 しかしながら、前述した望ましい表面硬度を満
足するものとして挙げられているポリウレタン、
ポリアミド樹脂等は、常温において確かに所望硬
度が得られるものの、作動時即ち温度上昇時にお
いては、前記硬度を保つことができない。特に作
動温度が80℃以上になると、前記望ましい85゜以
上の硬度は得られない。 前述したような作動温度でその表面硬度が85゜
以下に低下してしまう前記弾性ロールでは、満足
する前記テープの平滑化や艶出し効果が得られ
ず、又高温で長時間連続使用にも耐えられないと
考えられる。このため金属ロールの温度は出来る
だけ上げなければならないが（望ましくは80℃以
上）弾性ロールの耐久性を確保するため、弾性ロ
ールをロールの内面より冷却したり、又は外面か
ら冷却空気で弾性ロールないしはウエブを冷却す
ることで、弾性ロール温度が上らないようにし、
連続作業に耐えるような工夫がなされている。し
かしながら長時間の連続作業では弾性ロールの表
面温度が次第に上る。また余りこの弾性ロールの
冷却効率を上げると、本来のテープの磁気層表面
の温度を上げる効率を損ね、目的から外れてしま
う。それ故高温時に充分耐える表面硬度を有する
耐熱性弾性ロールが必要となる。 本発明は、かゝる弾性ロールが有する問題点に
着眼し、該弾性ロールの表面硬度及び作動温度と
の関係を深く分析し、研究し、実用化するに至つ
たところの高温作動時においてウエブの平滑化や
艶出しの効果が低下しない弾性ロールを具備して
成るスーパーカレンダー装置を提供することを目
的とするものである。本発明者等は、前述した分
析、研究を重ねた結果、前記ウエブの平滑化の効
果を上げるためには高温作動時でも前記弾性ロー
ルの表面硬度が充分に高いところが必要であるこ
とを確認し、更に、次式のような重要条件を発見
した。 Hs(D)≧−0.1T＋85 但し、この場合の硬度は前記両ロールの線圧力
が50〜500Kg／cmであるときの前記弾性ロールの
表面硬度をシヨアーＤ硬度（Hs(D)）で求めるも
のであり、Ｔは前記弾性ロールの作動温度（℃）
である。本発明者等の実験によれば、後記実験効
果から明らかなように、望ましくは前記両ロール
間の線圧力が200〜350Kg／cmで、65＜Ｔ＜120の
とき、Hs(D)が75〜100゜であり、特に望ましくは
前記両ロール間の線圧力が200〜500Kg／cmで、80
＜Ｔ＜110の範囲でHs(D)が80〜100゜であつた。 前述したような条件を満足する弾性ロール用の
材料としては非繊維系プラスチツクが適するもの
であり、熱硬化性樹脂又はガラス転移点（Tg）
が120℃以上の熱可塑性樹脂が選ばれ、例えばエ
ポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアリレート樹
脂、フツ化ビニデリン樹脂、ポリフエニレンスル
フイド樹脂、フエノール樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリイミド樹脂等
が使用され得る。 更に、使用される前記各樹脂の代表的な組成
は、次の通りである。 エポキシ樹脂は一般的には、次式を主成分とす
るフエノキシタイプ が用いられる。この場合併用される硬化剤には、
脂肪族多価アミン（エチレンジアミン、ジエチレ
ントリアミン、ジエチルアミノプロピルアミン
等）、ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミン、有機
酸、有機酸無水物、尿素、メラミン樹脂併用、ア
ニリン／ホルムアルデヒド樹脂併用、石炭酸樹脂
併用が挙げられる。エポキシ樹脂の場合は通常充
填剤との組合せで使用される場合が多い。（後述
参照） エポキシ樹脂の代表例としては、シエル化学(株)
のエピコート1001，1009，828等が挙げられる。 シリコーン樹脂は一般式

【式】で あらわされる。ここで、Ｒは一価の有機基をあら
わす。Ｒとしては、例えば、メチル基、エチル基
のようなアルキル基、ビニル基、アリール基のよ
うなアルケニル基、フエニル基、ナフチル基のよ
うなアリル基、トリル基のようなアルアリ基、ベ
ンジル基のようなアラアルケニル基、トリフルオ
ロプロピル基のようなハロゲン化アルキル基が挙
げられる。ａは1.1〜1.9の正数である。また、Ｘ
は−OH，OR′（R′は一価の有機基を示し、Ｒの例
に示したような有機基である）、clのようなハロ
ゲンのように反応してシロキサン結合を形成する
基である。ｂはＯ＜ｂ≦2.9の正数である。シリ
コーン樹脂は触媒として、Mn，Zn，Fe，Co，
Ni，Pbのような遷移金属の有機酸塩、ヘキサメ
チレンジアミン、トリエタノールアミン等のアミ
ン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイ
ド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキサ
イドのような４級アンモニウム及びその有機酸塩
などを使用して加熱硬化される。 このシリコーン樹脂を本発明の弾性ロールに使
用する場合は、10〜400部の充填剤と組合せて用
いられる。この充填剤としては平均粒径５ミクロ
ン以下の石英粉等シリカ類、炭酸カルシウム類、
カーボンブラツク類などが用いられる。 このシリコーン樹脂としては、例えばDow
Corning社のDC−304，DC−305，DC−306，信
越化学工業(株)のKMC−８，10，12などのシリコ
ーンモールデイングコンパウンドが挙げられる。 ポリアリレート樹脂として代表的なものは下式
に示される構造を主成分とする芳香族ポリエステ
ル、ポリカーボネートである。 前者はユニチカ(株)のＵ−ポリマー（Ｕシリー
ズ、AX−シリーズ）、カーボランダム社の
Econcl（101）、後者は、帝人化成(株)のPanliteシリ
ーズ（PanliteK−1300等）で代表される。 弗化ビニリデン樹脂としては、呉羽化学工業(株)
のKFポリマー（＃1000、＃1100シリーズ）、
Penwalt Chemicals社のKynar、Du Pont社の
Dulite等が代表的なものである。 ポリフエニレンスルフイド樹脂としては、下式
で示される構造を主成分とする芳香族スルフイド
ポリマーで、フイリツプス社のRytonAP−140、
旭硝子(株)ASAHI−PPS、シリーズ、信越化学工
業(株)信越PPSシリーズ等で代表される。 PPS樹脂：

【式】 フエノール樹脂はフエノールとフオルマリンの
縮合による下記構造を主成分とする熱硬化性樹脂
で、一般的には樹脂単位使用ではなく、各種の充
填剤の組合せにより使用される。充填剤には紙
（晒し、未晒し）各種繊維材料（ガラス、カーボ
ン、セルローズ等）、木粉、無機質充填剤（カー
ボン、石英他）、織物等が用いられる。その代表
例としては住友ベークライト(株)のスミコンPMシ
リーズ、スミライトレジンPRシリーズ等である。 不飽和ポリエステル樹脂は、例えば下記一般式
で表わされるような無水マレイン酸に無水フタル
酸または他の飽和多塩基性酸を併用し、エチレン
グリコール、プロピレングリコールのような多価
アルコルによりエステル化して得られる不飽和ア
ルキドをスチレンモノマー等の重合性単量体を加
えて重合した樹脂である。 フエノール樹脂同様通常は各種充填剤と併用し
て使用される。 （その最も典型的なものはFRPである。）その
代表例としてはスミコンTMシリーズ等である。 ポリアセタール樹脂としては下式で示される構
造を主成とする。 （−CH₂−Ｏ−）_oポリエーテル樹脂であり、実用
的には、Du Pont社のDelrin樹脂、Celanese社の
Celcon樹脂、ポリプラスチツク(株)のジユラコン
樹脂で代表される。 ポリイミド樹脂は、成形品タイプの代表例とし
てACC社のXPI−182、DU Pont社のVes−pel、
東レ(株)のKC樹脂、TI−ポリマーAmoco社の
Torlon樹脂、Upjohn社のPolyimide2080樹脂が
挙げられ、いれも芳香族ポリイミド樹脂が望まし
い。 これらのいずれも代表例に過ぎず、これらに限
るものではなく、前述のHs(D)（弾性ロール表面硬
度）とＴ（弾性ロール作動温度）の関係式を満足
し、カレンダーロールとして成形される非繊維系
プラスチツク材料であれば本発明の目的を達し得
る。 またこれら高分子材料にこれらの同志、または
他の混和し得る高分子材料との複合系を用いても
よい。 更に当然ながら、これに適当な充填剤を添加し
て、補強効果を与えることも出来る。これら充填
剤としては、特に限定するものではないが、耐熱
性の優れた繊維材料や、固体微粉末、微粒子体が
有効である。繊維材料としては、レーヨン、硝子
繊維、カーボン繊維、スチールコード等の耐熱
性、耐久性の優れた繊維材料が用いられる。 また固体微粉末、微粒子としては、カーボンブ
ラツク、α−Fe₂O₃，SiO₂、コロイダルシリカ、
石英粉末、タルク粉、二硫化タングステン、二硫
化モリブデン、窒化ホウ素、グラフアイト、
Cr₂O₃，TiO₂、等が用いられる。充填剤の粒子サ
イズは10μ以下を使用することが出来、特に5μ以
下が好ましい。これら繊維状および粉末状充填剤
の添加量は、その用途目的によつて異なり、一概
に最適量を記述し難いが、樹脂に対して１〜20％
が一般的に耐熱性硬度アツプには有効である。 これによつて、全体として耐久性、耐熱性が高
く、かつ所望の表面硬度をもつた弾性ロールを得
ることができる。 本発明のスーパーカレンダー装置は、前記磁気
テープ製造用の平滑化、あるいは艶出しスーパー
カレンダー装置として使用されるばかりでなく、
紙製造あるいは感圧紙製造用のスーパーカレンダ
ー装置としても適用し得るものである。 第１表に、本発明のスーパーカレンダー装置に
おける弾性ロールに使用し得る樹脂と、使用でき
ない樹脂について、その温度と表面硬度との関係
を示す。

【表】 次に第１図において、前記弾性ロールの表面硬
度（Hs(D)）と前記弾性ロールの作動温度の座標
上で、スーパーカレンダー装置によつて表面処理
された磁気テープの表面平滑度の良否について評
価した結果を示す。第１図は、縦軸に前記弾性ロ
ールの表面硬度（Hs(D)）、横軸に前記弾性ロール
の作動温度（℃）をとり、両者の関係を示したも
のであるが、図中Hs(D)≧−0.1T＋85で点線内が
磁気テープ製造上実用的に望ましい磁性層の表面
艶出しカレンダー条件であり、且つ表面処理後の
磁気テープの表面平滑度が従来より可成り良化し
た範囲であり、更に実線内はより望ましい範囲
で、表面平滑度が従来より大巾に良化し且つ磁気
テープの電気特性のＳ／Ｎ特性に大巾な向上が認
められた範囲である。 第２表は各種樹脂材料によるカレンダー弾性ロ
ールを用いて磁気テープの艶出し工程を経たビデ
オ磁気テープの特性を示したものである。その結
果第２表より明らかなようにポリウレタンゴムの
場合は、作動温度65℃の時は、線圧300Kg／cmに
耐え、カレンダーロールとして実用上使用可能で
あるが、テープの磁性層の表面平滑度を向上させ
るためカレンダーの作動温度を85℃に上げると作
動後連続運転２日後には弾性ロールが割れ、実用
上使用に耐えるものではなかつた。これはポリウ
レタンゴムは、弾性ロールの作動温度85℃におい
て表面硬度が73で、常温時に比して大巾に硬度低
下をきたしているため、カレンダー艶出し操作中
ロールに変形が生じ、内部発熱による破壊が原因
である。 他方Ｕ−ポリマー、KF−ポリマー、エポキシ
樹脂、フエノール樹脂によるカレンダーロールの
場合には、いずれも線圧280〜300Kg／cmにて、作
動温度85〜100℃においてロールの耐久性は実用
上問題なく充分使用に耐えるものであつた。 このため、カレンダー作動温度を85℃以上に保
つことが出来、これを反映して表面粗度が0.035μ
ｍ以下となり、さらにフエール樹脂の場合には
0.020μｍにまで達した。このためこの表面平滑度
に対応してテープの電磁特性がビデオ信号及びカ
ラー信号につき、感度、Ｓ／Ｎともに著しく向上
していることが判る。

【表】 【図面の簡単な説明】

図面は磁気テープ製造上のカレンダー条件と弾
性ロール表面硬度との関係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属ロールと弾性ロールのニツプによつてウ
   エブを平滑化するスーパーカレンダー装置におい
   て、 前記弾性ロールの作動時の表面硬度が、両ロー
   ルの線圧力50〜500Kg／cmの条件下で、 Hs(D)≧−0.1T＋85 （但し、Hs(D)はシヨアーＤ硬度、Ｔは弾性ロ
   ールの作動温度（℃）で、60≦Ｔ≦120を満足す
   る数値である。） なる条件を上記温度の全領域で満足することを特
   徴とするスーパーカレンダー装置。 ２ 前記条件が、200〜350Kg／cmの線圧力で、65
   ＜Ｔ＜120のとき、75≦Hs(D)≦100であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスーパー
   カレンダー装置。 ３ 前記条件が、200〜500Kg／cmの線圧力で80＜
   Ｔ＜110のとき、80≦Hs(D)≦100であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のスーパーカ
   レンダー装置。 ４ 磁気テープ製造用の艶出しスーパーカレンダ
   ー装置として用いることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のスーパーカレンダー装置。 ５ 紙製造用スーパーカレンダー装置として用い
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   スーパーカレンダー装置。 ６ ノンカーボン紙製造用スーパーカレンダー装
   置として用いることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のスーパーカレンダー装置。 ７ 前記弾性ロールの材質がフエノール樹脂であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   スーパーカレンダー装置。 ８ 前記弾性ロールの材質が、エポキシ樹脂であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   スーパーカレンダー装置。 ９ 前記弾性ロールの材質がシリコン樹脂である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のス
   ーパーカレンダー装置。 １０ 前記弾性ロールの材質がポリアリレート樹
   脂であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のスーパーカレンダー装置。 １１ 前記弾性ロールの材質がポリ弗化ビニリデ
   ン樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のスーパーカレンダー装置。