JPH0375457B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ この発明は、製鉄工場等にて使用される金属板
等の金属材移送用のテーブルロール、ピンチロー
ル、ガイドロール、サポートロール、シヨツトプ
ラストロール等の、重い金属板を蛇行することな
く真真すぐに移送することのできる正確な配置が
得られ、且つ振動並びに衝撃振動等の騒音を防止
することのできる耐摩耗性ゴム状ロールの製造方
法に関するものである。 ［従来の技術］ 従来、製鉄工場における金属板の移送用にゴム
ロールが多く使用されているが、それは、騒音を
防止するために非常に有効であるため、用途に応
じて適切なゴムを選定して、鉄芯にライニングし
たゴムロールが使用されている。しかし、摩耗に
対する耐久性の点において、使用条件に対応して
充分な耐摩耗性の低騒音の耐摩耗性ゴムロールが
得られなかつたものである。 また、実開昭59−195112号（コンベアベルト）、
実公昭58−23769号（ベルトコンベヤ用駆動プー
リ）その他、耐摩材の粒状物をゴム質に配合した
耐摩耗性のものがある。すなわち、従来、摩耗を
防止することを主体とする用途においては、セラ
ミツクス材を粉砕した各種形状の粒状体をゴム状
物質に混合したもの、又は実開昭59−195112号
（コンベアベルト）公報には、鉄鋼石や石炭、コ
ークス、岩石などの硬質のばら物を輸送する場合
の耐摩耗性を増大するものとして、「セラミツク
材料からなる多数の球状体を密に形成し、球状体
の下部のみをゴムに埋設した不安定な剥離離脱性
の球状体を有する表カバーゴムと、補強材とゴム
積層した補強層と、裏カバーゴムとから構成され
たコンベアベルト」が開示されている。 その外、多数の滑り止め用の突部を形成した磁
磁器を駆動プーリの外表面全面に形成して、摩擦
抵抗を増大した「ベルトコンベヤ用駆動プーリ」
が実公昭58−23769号公報に開示されている。こ
れは、磁器板の下部を接着するためゴムが使用さ
れているもので、表面全面は、前者のコンベアベ
ルトと同様、外表面は磁器板のみを配列したもの
である。 以上の従来例において、セラミツク材をゴム状
物質に混合したものは、摩耗性材料に接触した場
合、母体となるゴム状物質が早期に摩耗し、耐摩
耗性の増大は期待出来ないものであり、実開昭59
−195112号公報のコンベアベルトおよび実公昭58
−23769号公報のベルトコンベア用駆動プーリは
両者共表面に全体的にセラミツク材料を形成する
系統であり、前者は、輸送の端部で反転する必要
があり、従つて、球状体の下部だけをゴムにて接
着し、上面には、摩耗性のゴムを使用することが
できないため、上面は、球状体の1/2を露呈状態
に形成したものである。後者は、平面状の耐摩耗
性磁器板４を円弧状に作動するように、調整可能
なゴム質接着剤層５にて、磁器板の下部を、金属
製基板２に接着形成したものである。 以上のとおり、従来技術は、混合か、セラミツ
ク材料の下部をゴム質接着剤にて接着する構成を
主体とするものである。 ［発明が解決しようとする課題］ 発明者らは、重い金属板を輸送する過酷な条件
において、充分な耐摩耗性の経済的保証の得られ
る物性のゴム状ロールを探究の結果、ゴム系物質
の耐摩耗性には限界があることの知見の下に、鉄
板等の走行する作動部分に、耐摩性の支持材によ
つて、重い金属板を均等に部分的に支持し、ゴム
係物質等のエラストマーの変形を抑制し、ゴムの
機械的老化を防止し、直接の摩耗要因に対して
は、耐摩耗性の支持材にて支持してエラストマー
の摩耗を抑制し、耐摩性の支持材の耐久寿命とゴ
ム係物質の耐久寿命が平行的に同程度になるよう
にエラストマーと耐摩支持材との複合からなる弾
性耐摩層を、ロール芯の粗面の金属用接着剤上の
エラストマー基層上に構成する必要性と、その弾
性耐摩層がエラストマーのクツシヨン性と低騒音
性を保持するようにする問題点の解決を必要とす
るものであり、また、上記のとおり金属板を多数
のロールの回転によつて耐摩耗性の支持材上に支
持して蛇行することなく真すぐに移送する必要
上、真すぐな移送を可能とする作動面の支持材は
各方向に均等に配置され且つ上下において正確に
同一レベルに配置する必要がある。従つて、上記
のエラストマーと耐摩支持材との複合からなる弾
性耐摩層と、均等な間隔配置と上下の同一レベル
配置の耐摩支持体を構成する手段の検討と、ま
た、均等な間隔と上下同一レベル配置を、金属ロ
ールの外表面の円形の作動部分にどのようにして
構成するかの手段の解決を必要とするものであ
る。 すなわち、上層のクツシヨン性を主体とする未
加硫エレストマー中に、耐摩支持体を均等間隔と
上下の同一レベル配置に構成する手段による上層
部を、成形工程において、変動誘因を抑制して、
上下の同一レベル配置を保持することの出来る基
礎的安定性支持の得られるエラストマー基層上の
円形部に構成する手段によつて、ロールの外表面
の円形作動部分に、クツシヨン性と低騒音性を具
備するエラストマーと耐摩支持体との複合からな
る弾性耐摩層を構成し、騒音を防止し且つ真直移
送の得られる金属板移送用の耐摩性ゴム状ロール
をうるゴム状ロールの製造方法の提供を目的とす
るものである。 ［課題を解決するための手段］ 上記の問題点における、エラストマーのクツシ
ヨン性と低騒音性を具備するエラストマーと耐摩
支持体との複合からなる弾性耐摩層は、後記の実
施例の図面にて明らかとなり、自由性の大なるエ
ラストマー中に点在する耐摩支持体を、一定のエ
ラストマー間隔を保持した状態の作動外面を有す
るロール状に構成することは非常に困難であり、
従来実施されてないことは各種の開示事項からも
明らかである。 因つて、発明者らは、エラストマーに包囲され
る耐摩支持体には、最も耐摩耗性にすぐれたセラ
ミツク材を使用し、該セラミツク材の騒音性を有
効に作動するために、エラストマーの埋設接触面
積が最大に得られる形状として、球状のセラミツ
ク支持体を選定し、この球状のセラミツク支持体
を、所要な範囲のエラストマー中に点在させて、
耐摩支持体として、弾性耐摩層を構成する構想の
下に、自由性の大なる弾性耐摩層を、高精度でロ
ール状に成形する上記目的を達成する方法とし
て、球状のセラミツク支持体の高さとほぼ同高の
成形用の細長い型内に、球状のセラミツク支持体
のほぼ1/2を埋設するに必要な所要厚さのエラス
トマーの未加硫シートを挿入し、接着剤にて処理
した球状のセラミツク支持体を、所要の配列の円
形穴を設けた板状の分配装置にて可及的正確に均
等な配列状態に載置し、加圧して上方部以外を埋
め込んで位置決めを行ない、さらに、所要厚さの
未加硫のエラストマーの帯状シートを載せて分配
装置を利用し且つ加圧して、球状のセラミツク支
持体を正確に完全に埋設し、ほぼ同間隔で且つ上
下が同一レベルに配置されたエラストマー帯状体
の、弾性耐摩層の上層部を形成し、一方金属ロー
ルの表面を、凹凸の溝状等の粗面に形成した接着
部に塗布した金属用接着剤上に、上記弾性耐摩層
の変動を抑制する安定的支持性の大なる未加硫か
ら適性な低加硫度の範囲に調整されるエラストマ
ー基層を設定する。すなわち、エラストマーの可
塑性変形を抑制したエラストマー基層を設けるも
のである。このエラストマー基層は、特に成形時
に、該基層上に形成される上層部の弾性耐摩層の
球状のセラミツク支持体の配列が乱れないような
基礎的な安定支持が得られるようにするものであ
る。すなわち、適性なわずかな加硫度を付加する
ことによつて、成形時には、粘弾性体であるエラ
ストマーはその可塑性変形に対する抑止性が増大
し、正確な配置成形が得られ、加硫完了製品には
適性な弾性が得られるようにするものである。ま
た、未加硫のエラストマーを使用する場合は負荷
応力に対する歪の小さい、すなわち、粘弾性体で
あるエラストマーの可塑性変形に対する抵抗性の
大なる（かたい目、フロー抵抗大）配合組成のも
のが使用されるものである。該安定支持性の大な
るエラストマー基層上に、弾性耐摩層のエラスト
マー帯状体を巻き付けて円筒状の未加硫の弾性耐
摩層を形成し、該円筒状の外側を締布にて巻き付
けて加圧状態にて加熱加硫を行なう耐摩耗性ゴム
状ロールの製造方法によつて、目的を達成するも
のである。 上記において、エラストマーの帯状体の弾性耐
摩層の上層部は、球状のセラミツク支持体の高さ
たとほぼ同高の成形用の型内において、あらかじ
め成形されたものであるが、金属ロールの両端部
に弾性耐摩層の球状のセラミツク支持体の高さと
ほぼ同高の円板を取付け、該円板間に上記と同様
な方法で、未加硫シートを挿入してロール上に
て、上層部を形成することも可能である。 なお、上記エラストマー帯状体の幅は、鉄芯の
サイズに対応して巻き付け幅が選定される。ま
た、球状のセラミツク支持体の配列は、板状体に
円形穴を設けた分配装置によつて、要望に応じて
自由な粗密度に配列することができ、また、中央
付近と両端付近の配列密度に変化を与えることも
出来る。この場合も、両端部の配列は左右同一配
置に形成されるものである。 またゴム状ロールに使用されるエラストマー
は、使用条件に応じて、天然ゴム（NR）、スチ
レン・ブタジエンゴム（SBR）、クロロプレンゴ
ム（CR）、ニトリル・ブタジエンゴム（NBR）、
クロロスルホン化ポリエチレン（CSM）、ウレタ
ンゴム係、エチレン・プロピレンゴム・ターポリ
マー（EPDM）、耐熱性エラストマー（フツソ
係、フツソ係共重合体、ケイ素系等）等各種のゴ
ム係、プラスチツク係エラストマーが使用され
る。使用されるエラストマーの硬度は、通常40゜
〜80゜位の範囲で使用条件に応じて選定されるが、
ウレタンゴム係では主として80゜〜95゜の範囲が使
用され、支持用のシヨツトブラスト用ゴムの場合
は、主として40゜〜60゜の範囲が使用される。 また、耐摩支持体は、アルミナ（A1₂O₃）、ジ
ルコン（ZrSO₄）、シリカ（SiO₂）、ジルコニア
（ZrO₂）、ムライト（3A1₂O₃・2SiO₂〜2A1₂O₃
SiO₂）、コージライト〔（Mg・Fe）₂A1₃（Si₄A1₂）
O₁₈〕等の酸化鉱物類の焼結によつて得られるセ
ラミツク材の小成形体が使用されるものであり、
その形状は、使用条件によつては、各種の多角形
状などが使用されうるが、ゴム状ロールとして
は、クツシヨン性並びに騒音防止性等の点から特
に球状のセラミツク支持体が好ましい。 この球状のセラミツク支持体のサイズは、ロー
ルのサイズおよび弾性耐摩層の肉厚によつて適宜
に選定されるものであるが、通常２〜15mmφの範
囲程度が使用される。 上記の球状のセラミツク支持体の接着は、帯状
のエラストマー上に配列される以前に、あらかじ
めセラミツク材用の接着剤処理が施される。セラ
ミツク材用接着剤は接着するエラストマーの種類
によつて多少異なるものであるが、基本的には、
シリコーン樹脂係、フエノール樹脂系、ハロゲン
化ゴム系等の接着剤が使用される。また、エラス
トマー基層の接着は、金属ロール表面の接着処理
部にフエノール樹脂系、ハロゲン化ゴム系等の接
着剤にて強力に接着されるものであるが、クツシ
ヨン性の要望に応じて適正な硬度と肉厚のエラス
トマーが選定される。 また、このエラストマー基層は、前記のとお
り、エラストマーの可塑性変形を抑制した適性な
可塑性変形に調整された基礎的な安定支持性の得
られる状態のエラストマーを使用するものであ
り、この調整されたエラストマー基層は、未加硫
状態のエラストマーを使用するときも、未加硫状
態の性状として、負荷応力に対する歪の小さい物
性を有するかたい目でフロー抵抗大なる生地すな
わち可塑性変形を抑制したエラストマー配合組成
のものを使用するものである。あるいは、適当な
わずかな加硫度を付加して、未加硫エラストマー
の可塑性変形を抑制したエラストマーを基層とし
て使用するものである。 従つて、上層部の弾性耐摩層に使用されるゴム
の柔軟度、球状のセラミツク支持体のサイズ等を
勘案し、球状のセラミツク支持体の配列位置がロ
ール成形時並びに成形工程中に乱れるおそれのな
いように、また、加硫並びに加圧時に正確な配列
位置を保持するように、上層部の弾性耐摩層を支
持するエラストマー基層を適宜に未加硫から適当
な加硫度の範囲内において、適性な支持体が得ら
れるように可塑性変形を抑制するものである。こ
の調整されたエラストマー基層上に、球形のセラ
ミツク支持体の高さと同高に埋設したエラストマ
ー帯状体の弾性耐摩層を円筒状に巻き付けて、耐
摩耗性ゴム状ロールを形成するものである。 このようにエラストマー基層が加熱加圧によつ
て低加硫等の適当な加硫度に構成された場合は、
該エラストマー基層上に巻き付けられる未加硫の
弾性耐摩層の良好な装着が得られるように、エラ
ストマー基層の表面を粗面に処理して、接合部に
同系のエラストマー接着剤を塗布して未加硫の弾
性耐摩層のエラストマー帯状体を巻き付けて円筒
状に形成するものである。 また、球状のセラミツク支持体の相互間隔は、
特別な構成以外は、通常0.5〜10mm程度の間隔に
用途に応じて配設される。また、ロールの両端付
近は、金属板の端縁で損傷されやすいので、両端
付近を強化する必要の場合、両端付近を高い密度
の球状のセラミツク支持体を形成する等ロールの
全長にわたつて配列の密度に変化を与えることも
考慮される。また、特殊な場合、球状のセラミツ
ク支持体のサイズの変動によつて、あるいは、弾
性耐摩層の厚みの変動によつては、たとえば、球
状のセラミツク支持体の小さいサイズのエラスト
マー帯状体を２層以上巻き付けて円筒状の弾性耐
摩層を設定する場合もある。 ［作用］ 上記の方法によつてエラストマー中に均等割に
配設された球状のセラミツク支持体は、球の全外
周をエラストマーにて包持された状態で、球の頂
点の１箇所において、金属板を支持移送するもの
であり、球の頂点における振動および摩擦騒音
は、容易に全周方向に分散吸収され、均等な緩衝
性が得られ且つ均等な配列により均等な円滑な支
持性を有し、しかも動揺することなく正確に一方
向への移送作用が得られる。また、球の頂点にて
支持移送する構成のため、エラストマーの摩耗は
防止され、球状のセラミツク支持体の摩耗と、摩
耗性の高いエラストマーの摩耗が、平行的にセラ
ミツクと同程度の保持作用が得られる。また、エ
ラストマー基層の形成によつて、正確な位置に球
状のセラミツク支持体を支持することができ、且
つ圧縮に対する良好な緩衝性も増大され、騒音並
びに摩耗も一層抑制作用が得られる。 また、支持体は硬質のセラミツク材であるが、
球状のためエラストマーへの容易な進入作用によ
り緩衝性セラミツク状態が形成され、金属板に傷
を付けるおそれがないようにする。 ［実施例］ 次に、図示の図面に基づいて説明する。 第１図は、この発明の耐摩耗性ゴム状ロールの
一部切欠断面を示した平面図で、前記に詳述した
製造方法によつて構成されたもので、１は金属ロ
ール、２は金属ロールのシヤフトで、金属ロール
の表面は、一般に行なわれている表面処理と同
様、金属ロールの表面を凹凸状に削るか又はサン
ドブラスト等の研削にて表面処理を行ない、金属
用の接着剤層３を形成して、エラストマー基層４
を設定する。次に、エラストマー７に、前記製造
方法によつて均等に配列した、あらかじめ接着剤
処理された球状のセラミツク支持体６を埋設した
エラストマー帯状体の弾性耐摩層をスパイラルに
巻き付けて円筒状の弾性耐摩層８を、エラストマ
ー基層４の接合部５上に接着構成したものであ
る。 第２図は、第１図の側面図で、一部切欠断面を
示したもので、両端部は、エラストマーにて被覆
状態に形成されるのが好ましい。 第３図は、金属ロール上の一部を拡大した部分
拡大断面を示したもので、エラストマー基層４と
弾性耐摩層８とは、未加硫同志の接着の場合は、
その接合部５は、両者を溶剤による清浄処理程度
で充分一体化されるが、エラストマー基層４が適
当な加硫度に加熱成形された場合は、表面を研摩
等にて前処理を行ない接着剤を塗布して、エラス
トマー帯状体を巻き付けて未加硫の弾性耐摩層８
を円筒状に一体接着するものである。 なお、この様な方法によつて弾性耐摩層８の使
用済みのものを新しい弾性耐摩層８と張り替えす
ることも出来る。 次に、この発明の耐摩耗性ゴム状ロールにおい
て、最も重要な剥離の試験結果を示す。 すなわち、ロール上を走行する金属の負荷とロ
ールの回転によつて、作動面のセラミツクとエラ
ストマー間の剥離の耐久性である。一例として試
験に使用したエラストマーは、重量部において、
NRが６０、SBR1500が４０、ステアリン酸５、
亜鉛華２、老防２、ISAFカーボンブラツク６０、
ナフテン系オイル７、いおう１，５、Ｎ−オキシ
ジエチレン−２−ベンゾチアゾールスルヘンアミ
ド１，２の配合組成のシートを、鉄板（SS41）
上およびセラミツク板上に、上記実施例と同様の
接着剤処理を行ない接着加硫した試料を90゜剥離
テストを行ないその結果は、 鉄板とエラストマーとの 接着力 ……15.2Kg／cm³ セラミツク板とエラストマー との接着力 ……15.0Kg／cm³ 上記のとおり、鉄板と同様の強力な接着力が得
られた。 因つて、ロールの場合は、球状のセラミツク支
持体がエラストマーにて包持埋設されているた
め、全周面が強力な接着力によつて把持されるた
め、剥離・離脱のおそれは全く考えられない。実
用耐久テストにおいても鉄ロールの摩耗は見られ
るが、この発明のゴム状ロールには異状のないこ
とも確認されている。なお、セラミツク材と各種
材料との摩耗性の比較表を次に示す。

【表】 上記試験結果が示すように、セラミツク材は、
非常な耐摩耗性を有するものである。 ［発明の効果］ 以上説明のとおり、この発明のゴム状ロール
は、前記作用項に言及した機能を有するもので、
耐摩耗性にすぐれた球状のセラミツク支持体が、
あらかじめ接着剤にて処理され、進入性の容易な
球状のセラミツク支持体を、エラストマー中に加
圧によつて、球状の全周面をエラストマーにて包
持状態に、強力な接着力にて埋設されるため、剥
離のおそれのない安定した耐摩耗性ゴム状ロール
が得られる。また、摩耗性比較表に示すごとく、
天然ゴムの1/30の摩耗量であるセラミツク材料で
金属板を支持する構成のため、球状のセラミツク
支持体の全周面が完全にエラストマーにて包持状
態であり、摩耗は防止状態に形成されているた
め、エラストマーはセラミツク支持体と同等の耐
久寿命が得られ、ロールの耐久寿命が大幅に延長
されると共に、騒音防止と緩衝効果も長期に良好
な状態が保持される。また、金属板は、均等配置
の球形のセラミツク支持体にて支持され円滑な移
送が保証される。 また、球状のサイズ又はエラストマー基層を変
化することによつて、移送金属材の品種に対応し
て緩衝性の強弱を自由に調整することができ、各
種の金属の好適な移送が出来る。また、特に耐熱
性を必要とする場合は、エラストマーの耐熱耐久
性も増大されうるため150℃〜200℃程度までの耐
熱使用が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の耐摩耗性ゴム状ロールの
実施の一例を示す一部断面を示す平面図、第２図
は、一部断面を示す同側面図、第３図は、同ロー
ルの金属ロール上の、耐摩耗性ゴム状ロールの構
成部の部分拡大図である。 １……金属ロール、３……金属用の接着剤層、
４……エラストマー基層、５……接合部、６……
球状のセラミツク支持体７……エストラマー、８
……弾性耐摩層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ あらかじめ、球状のセラミツク支持体の高さ
   とほぼ同高の成形用の型内に球状のセラミツク支
   持体の約1/2を埋設するに必要な厚さのシートを
   挿入したエラストマーの未加硫シート上に、接着
   剤にて処理した球状のセラミツク支持体を円形穴
   を設けた分配装置にて可及的正確に均等な配列状
   態に載置し、加圧して上方部以外を埋め込んで位
   置決め行ない、さらに、エラストマーの未加硫シ
   ートを載せ、分配装置を利用し且つ加圧して球状
   のセラミツク支持体を正確に完全に埋設し、ほぼ
   同間隔で且つ上下が同一レベルに配置された未加
   硫のエラストマー帯状体の弾性耐摩層を形成し、
   一方金属ロールの表面を粗面に形成した接着部の
   接着剤上に、未加硫から適性な低加硫度の範囲に
   調整されるエラストマーの可塑性変形を抑制した
   エラストマーの基層を設定し、該エラストマー基
   層上に、上記弾性耐摩層を巻き付けて円筒状に形
   成し、該円筒状の外側を締布にて巻き付けて加圧
   状態にて加熱加硫を行なう耐摩耗性ゴム状ロール
   の製造方法。