JPH03124656A - スチールローラ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はウェブ搬送用のスチールローラに関し、また、
ローラとウェブとが接触したときに、ローラ表面とウェ
ブとの間に随伴された空気をローラ表面から逃がすこと
ができるようにしてウェブを搬送するために使用するロ
ーラを製造する方法にも関する。

［従来の技術］ 多くのウェブ製造方法においては、ウェブを一連のステ
ーションを通して搬送するときに、ウェブは複数個のロ
ーラのまわりで運ばれる。これらのローラの一部はウェ
ブを前進させるための駆動ローラであり、残りのローラ
は単純な遊動ローラである。典型的には、ウェブ搬送装
置は、ウェブにかき傷その他の損傷を与えないためロー
ラ表面とウェブとの間の相対運動を阻止するように構成
されている。このことは、上記相対運動により最終製品
に表面、ヒの欠陥を生じさせるような写真フィルム、印
画紙、磁気テープの如き敏感な材料のウェブを製造する
場合に、特に重要である。従って、ローラが駆動ローラ
であっても遊動ローラであってもローラによりウェブを
損傷させないように、ローラの表面を十分に円滑にする
のが望ましい。それと同時に、駆動ローラによりウェブ
を前進させることができ、かつ、ウェブが遊動ローラに
接触したときにウェブと同じ表面速度でウェブにより遊
動ローラを回転させることができるように、ローラとウ
ェブとの間に十分な摩擦を生じさせること６重要である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

駆動ローラ又は遊動ローラを使用するウェブ搬送装置に
おいては、ローラとウェブ表面との間に空気が滞留する
ことがよくある。すなわち、特にウェブが高速で運動し
ているときには、ウェブの運動により、空気がウェブと
ローラ表面との間のニップへ押し込まれる傾向がある。

この空気の境界層はウェブ表面とローラ表面とを少なく
とも部分的に分離させてしまう。このような分離が発生
すると、ウェブを前進させる駆動ローラの能力を変化さ
せ、ウェブは遊動ローラを有効に回転させることができ
なくなる。このため、ローラとウェブとの間に相対運動
が生じ、ウェブの質を低下させてしまう。

ローラとウェブとの間の空気の境界層により発生する諸
問題点を解決する試みがなされてきた。

例えば、米国特許第４，４２６，７５７号明細書には、
ウェブ案内ローラが開示され、このローラは運動するウ
ェブと一緒に運ばれた空気を収容するキャビティをロー
ラ表面に具備している。詳細には、キャビティは、ウェ
ブに接触する台地状の円滑に研削し磨き仕上げした表面
区域間のローラ表面に配置した微細に分岐した網目状の
圧縮室を備えている。これらの室内の空気はウェブとロ
ーラとの間で圧縮される。ウェブが最初にローラに接触
する地点で、空気は圧縮室へ進入し、ウェブがローラか
ら離れる地点で、空気は圧縮室から排出される。

また、米国特許筒３，４０５，８５５号明細書には、空
気の境界層を制御するためローラ表面に設けた複数個の
グループを開示している。ごれらのグループは空気を排
出するための通路を提供する。これらのグループは例え
ば切削加工で所定の反復パターンでローラ表面に特殊に
形成され、従って、高価で、多大な時間を要する。また
、ローラのまわりを搬送されているウェブに不当なマー
クを生じさせないように、グループの形状及び寸法を注
意深く管理しなければならない。不当なマークは、例え
ば、グループの縁部にウェブを押し付けたときに生じる
痕跡である。また、グループは、例えば、グループ上方
のウェブ部分とは別に乾燥させる【Ｊ−ラ表面に接触し
たウェブ部分により生じる熱的な欠陥をも生じさせる。

更に、ウェブに付いたマークは無秩序なパターンのマー
クと異なり、反復するパターンのマークなので、−’７
１人目につきやすい。従って、このようなマークは、特
にフィルムや印画紙の如き写真に使用するシート材料に
とっては明らかに不利である。

本発明の目的は、スチールローラの表面と運動中のウェ
ブとの間に滞留する空気を制御し、ローラに特別な反復
パターンのグループを形成することなくローラ表面と運
動中のウェブとの間から空気を排出さけることである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、以下の特徴を有するスチールローラの表面
を仕上げる方法を提供することに上り達成される。すな
わち、この方法の特徴とするところは、十分に丸みを帯
びた下向きの地肌（くぼみ）と鋭利な上向きの地肌（突
縁）とを有する凹凸組織をローラ表面に形成するように
ローラ表面をスチール弾丸で吹き付け加工する工程と、
相互連結したチャンネルにより包囲された台地（円滑円
筒部分）を形成するため、吹き付け加工工程で形成され
た下向き地肌を５０％以ヒ除去することな（鋭利な上向
き地肌を除去するようにローラ表面を研削する工程と、
を備えてなることである。上記目的はまた、以下の特徴
を有するウェブ搬送用ステンレススチールローラを提供
することにより達成される。すなわち、このスチールロ
ーラの特徴とするところは、ローラ表面が、ローラの表
面積の５０％以上を占める相互連結チャンネルを形成す
るように重なった実質上球面の多数の下向き地肌（くぼ
み）と、ローラの表面積の少なくとも２０％を占め相互
連結チャンネル間に位置した複数個の台地（円滑円筒部
分）とを備えていることである。

［実施例］ 第１図を参照すると、本発明のウェブ搬送用スチールロ
ーラ１０は、その中心軸線のまわりで矢印にて示す右回
り方向に回転できる。ウェブ１２はローラ１０の一部の
まわりを通るように搬送される。ローラ１０は駆動ロー
ラであっても遊動ローラであってもよい。いずれの場合
においてら、ローラとウェブとの間に滑りを生じさせな
いように、ローラ表面の周速度及びウェブの直線速度は
同じ速度にすべきである。このことは、ウェブ１２が写
真フィルム、印画紙、磁気媒体（テープ等）の如き損傷
しやすい材料でできてＩ、？る場合には、特に重要であ
る。ローラ１０の表面１４は、ローラとウェブとの間の
相対運動を阻止するように、後述する方法で表面仕上げ
する。

第２図を参照すると、ローラ１０を製造する方法は、種
々の円筒上シェル即ち無垢のローラに適用できる。この
方法は、特に、ステンレススチールローラ１６に適用す
ることができる。スチールローラ１６の長さ及び直径は
任意でよく、例えば、８フイート（約２．４ｍ）又はそ
れ以上の幅のウェブを取り扱うのに十分な長さを有する
とよい。

まず、ローラ１６の表面をスチール弾丸で吹き付け加工
して、ローラ表面上に凹凸表面組織２゜を形成する（第
２図）。表面組織２０は十分に丸みを帯びた下向き地肌
即ちくぼみ２２と、頂点を有する鋭利な上向き地肌即ち
鋭利な突縁２４とを有する。下向きのくぼみ２２は実質
上球面形状を有し、ローラ表面の全長及び全周にわたっ
て存在する。

吹き付け加工期間中に形成された球面状の下向きくぼみ
２２はステンレススチールの表面を打撃するときのスチ
ール弾丸の運動量により決定される深さを有する。スチ
ール弾丸の寸法は実質上−定であり、従って、スチール
弾丸の質量も一定である。それ故、スチール弾丸の運動
量は弾丸の速度にのみ依存する。弾丸の速度は使用する
（弾丸を射出する）ノズルの幾何学的形状及び吹き付け
圧力の影響を受ける。吹き付け加工工程中のノズルの幾
何学的形状は一定であるから、使用する空気圧（吹き付
け圧力）のみが下向きくぼみ２２の深さを決定する因子
となる。吹き付け工程期間中実質上一定となるように空
気圧を制御する。従って、下向きくぼみの深さは正確に
制御でき、実質上一定の深さの下向きくぼみを得ること
ができる。

下向きくぼみ２２の数は弾丸の寸法及びパターン（凹凸
表面組織）の深さにより決まる。スチール弾丸の寸法を
大きくしパターンの深さを深くすればするほど、ローラ
表面上の下向きくぼみ２２の数は少なくなる。それ故、
本質的には、下向きくぼみ２２の数は、厳密な制約を受
けた弾丸の数とパターンの深さとにより決定される。例
えば、弾丸の寸法が約０．００６インチ（約０．１５ｍ
　ｍ　）ないし、０．０８０インチ（約２　ｍ　ｍ　）
の範囲にあれば、ｌインチ（約２５．４ｍｍ）の長さ当
り約５０ないし５００個の下向きくぼみを形成できる。

大半の下向きくぼみ２２は少なくとも部分的に重なり、
無秩序なパターンの相互連結チャンネルが最終製品とし
てのローラ表面上に形成される（これについては、第４
図を参照して後に詳述する）。

ローラ表面を仕上げする次の工程は、上向き突縁２４の
頂部を除去し、下向きくぼみ２２により形成された相互
連結チャンネルによって包囲された台地即ち円滑円筒部
分を形成することである。

詳細には、第２図に示すローラ表面に対して、上向き突
縁２４の頂点を除去し一連の無秩序に延在する円滑円筒
部分３０（第３図）を形成するような積極的な複数方向
の研削作用を含む超仕上げ加工を行う。この超仕りげ工
程期間中ローラは回転し、そのローラの回転速度、研削
圧力、及びローラ表面に沿う長手方向の研削率はすべて
一定になるように制御され、ローラの実質と全表面にわ
たり円滑円筒部分３０の高さ及び円滑度がｍ−様になる
ようにする。

超仕上げ加工工程は、粒度が徐々に小さくなった一連の
研磨テープ（例えば、サンドペーパー）でローラ表面を
研削する工程を含む。たとえば、円滑円筒部分３０を確
立するためローラ表面を最初に１５ミクロンの粒度の研
磨テープで研削する。

次いで、９ミクロンの粒度の研磨テープでローラ表面を
研削し、１５ミクロンの粒度の研磨テープで研削した円
筒部分３０上の傷を取り除く。次に、３ミクロンの粒度
の研磨テープでローラ表面を研削し、９ミクロンの粒度
の研磨テープで研削したときに生じたローラ表面上の傷
を取り除く。超仕上げ加工工程の最終作業は、ウェブに
かき傷を生じさせない程度に円滑円筒部分の縁部に丸み
を持たせるようにローラ表面を研磨することである。

この最終研磨は、９ミクロンの酸化アルミニラｌ。

製研磨混合物を水に懸濁したスラリーを使用して実施す
るのが好ましい。

最終的なパターン（凹凸組織）の深さ及び下向きくぼみ
２２の相互連結により形成されたチャンネルのｍは、第
２図に示す吹き付け加工されたときの凹凸組織から所定
量の材料を除去することにより制御される。第２図に示
す吹き付け加工されたときのパターンの深さから、超仕
上げ加工工程で紘少させるパターン深さの量が多いほど
、チャンネルの量は少なくなる。超仕上げ加工により下
向きくぼみ２２の深さの５０％以上を除去した場合には
、チャンネルの紘少量は過剰になる。一方、弾丸で吹き
付け加工した表面組織によりウェブにかき傷を与える可
能性を払拭するためには、第２図のパターン深さの少な
くとも２０％を除去し、超仕上げ加工の後の平滑円筒部
分３０が十分に丸みを帯びた縁部を有するようにするこ
とが望ましい。

第４図は本発明のローラの表面１４の一部の顕微鏡写真
図である。ローラ表面＋４は平滑円筒部分３０と、複数
個のチャンネル３２とを有する。

チャンネルは弾丸吹き付け加工で形成した下向きくぼみ
２２の相互接続により得られる。大半のチャンネルは相
互連結していて、ウェブ１２（第１図）とローラ表面１
４との間に空気滞留用の通路を形成する。これらの通路
はローラに沿って円周方向及び長手方向に無秩序に延び
ている。従って、空気はローラとウェブとの間から逃げ
る際にローラに沿って軸方向及び円周方向の双方に運動
できる。このため、円滑円筒部分３０とウェブ表面との
良好な接触が保証され、ローラとウェブとの間の牽引特
性及び摩擦特性を制御できる。ローラとウェブとの間に
滞留（捕捉）される空気量が極めて少ないので、ローラ
とウェブとの間での牽引力の発生を予期することができ
る。ローラとウェブとの間に多ｆａｔの空気が捕捉され
た場合は、牽引特性に悪影響を及ぼす。

研酵仕上げしたローラによる牽引特性よりも大きな牽引
特性を得るためには、弾丸で吹き付け加工した下向きく
ぼみ２２のパターンは１０ｒｔｚパラメータにより決定
されるような５００ミクロンインチ（約１２７０ミクロ
ンセンチメートル）よりも深くし、表面パターンは、表
面で観察して５０％以上のチャンネル（即ち、５０％以
下の円滑円筒部分３０）を有するべきである。また、最
終仕上げ表面の下向きくぼみ２２の深さは、ローラ表面
のクリーニングを容易にするため、約１０００ミクロン
インチ（約２５４０ミクロンセンチメートル）より浅い
。クリーニングの容易性を考慮しなければ、−ｆｌ深い
パターン深さを使用してもよい。更に、パターンにより
ウェブにかき傷を生じさせる可能性を排除するためには
、円滑円筒部分３０はローラ表面積の少なくとも２０％
を占めるのが望ましい。ウェブの搬送速度が増大するに
従って所要の深さも増大する。

ローラ表面の通路の無秩序配列は、特に写真に用いるウ
ェブにとって望ましい。特に、ローラ表面の無秩序パタ
ーンによりウェブにわずかなマークがついたとしても、
反復パターンのマークとは異なり、人目につきにくい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ローラ表面の一部のまわりに随伴されたウェ
ブを伴った状態で示す、本発明のウェブ搬送用ローラの
斜視図、 第２図は弾丸で吹き付け加工した後のローラ表面の一部
の拡大断面図、 第３図は吹き付け加工した後に更に超仕上げ加工した後
のローラ表面の一部の拡大断面図、第４図は本発明のロ
ーラの表面の顕微鏡写真図である。 符号の説明 １０ニスチールローラ　　　１２：ウエブ１４：ローラ
表面　　　２０：凹凸組織２２：下向きくぼみ ２４：上向き突縁　　　３０：円滑円筒部分３２：チャ
ンネル ＦＩＧ、　４ 手 続 補 正 書彷痴 ７゜ 補正の内容 平成 ２年 ４月／、！？日 １゜ 本願明細書第１７頁下から第６行中に 「顕 微・・・図」 とあるのを「一部を表わす拡大平面 １、事件の表示 図」 と訂正する。 り 第４図を添付のものに差し換える。 平成１年特許願第３２２４７４号 以上 ２゜発明の名称 スチールローラ及びその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 住所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェブ（１２）を搬送するために使用するスチール
   ローラ（１０）の表面を仕上げする方法において、 十分丸みを帯び少なくとも部分的に重なった実質上均一
   な深さを有する多数の下向き地肌（２２）と極めて鋭利
   な上向き地肌（２４）とを備えたパターンの凹凸組織（
   ２０）をローラ表面（１４）に形成するようにスチール
   弾丸で該ローラ表面を吹き付け加工する工程と、 前記ローラ表面上に円滑円筒部分（３０）を形成するた
   め、重なった前記下向き地肌により得られる相互連結チ
   ャンネルによって該円滑円筒部分を包囲するような状態
   で前記パターンの深さの５０％以上を除去せずに、前記
   鋭利な上向き地肌を除去するように、吹き付け加工され
   たローラ表面を研削する研削工程と、 を有することを特徴とするスチールローラ表面の仕上げ
   方法。 ２、請求項１に記載の方法において、前記研削工程が、
   粒度が徐々に小さくなる一連の研削テープでローラ表面
   を研削する段階と、次いでローラ表面を磨く段階とを有
   する表面仕上げ方法。 ３、ウェブ（１２）を搬送するために使用するスチール
   ローラ（１０）の表面を仕上げする方法において、 十分丸みを帯び実質上均一な深さを有する下向きくぼみ
   （２２）と極めて鋭利な上向き突縁（２４）とを備えた
   パターンの凹凸組織（２０）をローラ表面（１４）に形
   成するようにスチール弾丸で該ローラ表面を吹き付け加
   工する工程であつて、前記スチール弾丸の寸法及びロー
   ラ表面の単位面積当りの下向きくぼみの数は相互連結チ
   ャンネルを形成すべく重なった多数の下向きくぼみを生
   じさせるように選定されており、該吹き付け加工工程が
   、５００ミクロン以上の深さのパターンを生じさせるに
   十分な吹き付け圧力及びスチール弾丸寸法と、ローラ表
   面の表面積の少なくとも２０％を占める円滑円筒部分（
   ３０）を残した状態でローラ表面の表面積の５０％以上
   を占めるチャンネルを形成するような重なった下向きく
   ぼみの数とを利用して実施される、前記吹き付け加工工
   程と、 約１５ミクロンから約３ミクロンまでの範囲で徐々に小
   さくなる粒度での積極的な多方向の研削作用により前記
   の吹き付け加工したローラ表面を研削する研削加工工程
   であって、相互連結チャンネルにより包囲された前記円
   滑円筒部分（３０）を生じさせるため、前記吹き付け加
   工工程で形成したパターン深さの５０％以上を除去せず
   に前記上向き突縁を除去する前記研削加工工程と、酸化
   アルミニウムの磨き用混合物を水に懸濁してできたスラ
   リーによりローラ表面を磨く工程と、を有することを特
   徴とするスチールローラ表面の仕上げ方法。 ４、ウェブ搬送用のステンレススチールローラ（１０）
   において、ローラの表面積の少なくとも５０％を占める
   相互連結チャンネル（３２）を形成するように大半が相
   互に重なった実質上球面の下向きくぼみ（２２）と、ロ
   ーラの表面積の少なくとの２０％を占め前記相互連結チ
   ャンネル間に位置した複数個の円滑円筒部分とを有する
   表面を具備したことを特徴とするスチールローラ。 ５、請求項４に記載のスチールローラにおいて、前記下
   向きくぼみの深さが約５００ミクロンより大きく、約１
   ０００ミクロンより小さいスチールローブ。