JPS5911220A - カレンダ−ロ−ル - 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】 本発明は、主として磁気テープ等の磁気配録体、ｉ紙、
繊維、アルミニウム箔等の表面の艶出し、平滑性及び充
填密度の向上等に使用されるカレンダー・ロールに関す
る。

一般ニカレンダー（スーパーカレンダートモ称せられる
。）の原理は、表面を鏡面状態とした金属ロールと弾性
ロニルとを対接させ、これら両ロールに上記した磁気記
録体等を高いニップ圧を加えながら走會させて磁気記録
体等の表面の艶出し等を行うもので、これら金属ロール
と弾性ロールの数は用途などに応じて増減される仕組み
となっている。

このようなカレンダー用弾性ロールとしては次のような
特性を具備していることが要求される。

（１）弾性ロールの表面の平滑性が良好であること。

（２）硬度、特に表面硬度が高いこと。。

（３）耐熱性を有すること。特に自己発熱による熱膨張
、溶融による変形の発生の少ないこと。

（４）金属ロー〃による高ニツプ圧に耐えられる圧縮強
さを有し、割れ、破壊の生じないこと。

従来、このような特性を満足する弾性ロールとして、鉄
芯の外周にポリアミド樹脂の一種であるモノマーキャス
ティングナイロン層を嵌合したカレンダー・ロールがあ
シ、主として磁気記録体。

繊維のカレンダー・ロールとして実使用に供されていた
。ところが、例えば、従来のビデオチーブのごとき磁気
記録体のカレンダーの場合にはかなシの長期間使用に耐
えたが、近年高性能ビデオチーブの出現にともなってカ
レンダー・ロールトシて必要なニップ圧力が従来の２０
０　ｋｇ／　ｃｍから３００ゆ／ｃＩ１１程度に上げる
必要が生じた結果、前記従来のカレンダー・ロールでは
、ナイロンＨの自己発熱による熱膨張、ナイロンの溶融
にもとづく変形が発生し、カレンダー・ロールとして使
用不能となるに至った。

本発明者は、その原因につき精査したところ、従来のカ
レンダー・ロールのナイロン層のほぼ中間領域において
熱による膨張、溶融現象が発生しておセ、これがナイロ
ン層の表面へ影響し、表面の凹凸、変形となって平滑性
を欠き、使用不能となったものであることが判明した。

そこで本発明者は、このナイロン層の中間領域における
発熱による膨張、ナイロンの溶融現象の解決のため、鋭
意検討した結果、この中間領域に無機材料等の補強材を
混入することによってこれを解決できるとの知見を得、
本発明を完成した。

本発明の目的は、高ニツプ圧に耐えられる圧縮強さを有
し、自己発熱が少なく、熱膨張、溶融による変形の発生
の少ない、耐熱性の有るカレンダー・ロールを提供する
ことにある。

本発明のもう一つの目的は、良好な熱伝導性を有し、蓄
熱によるロール内部の温度上昇を可及的に小さく維持で
きるカレンダー・ロールを提供することにある。

本発明は一つの観点によれば、少なくともショアーＤ硬
度７０’以上のプラスチック外層を有し、その外層中の
表面層及び裏面層を除いた中間層に、前記プラスチック
よりも耐熱性のすぐれた補強材を分散含有させたカレン
ダー・ロールを提供するものである。

本発明は他の観点によれば、少なくともショアーＤ硬度
７０°以上のプラスチック外層を有し、その外層中の表
面層及び裏面層を除いた中間層に、前記プラスチックよ
シも耐熱性のすぐれた補強材を分散含有させ、かつ前記
表面層に前記プラスチックよシも耐熱性のすぐれた極め
て微細な無機粉末を分散含有させてなるカレンダーロー
ルを提供するものである。

上記した構成において、プラスチック外層の材質として
は、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケト
ン樹脂、ポリウレタン樹脂、硬質ポリウレタンゴムの如
き硬質合成ゴムなどが使用される。

ポリアミド樹脂とは、酸アミド結合−〇〇ＮＨ−を有す
る線状合成高分子をいい、通常ナイロンと称せられてい
るものである。その主要なものをあ　５− げれば、通常、水の存在下でε−カプロラクタムを開環
重合して製造されるナイロン６、ヘキサメチレンジアミ
ンＩ（２Ｎ・（ＯＨ２）６・Ｎ）１２　とアジピン酸Ｈ
０００・（ＣＩ（２）４・Ｃ０ＯＨとの重縮合により製
造されるナイロン６６、ω−ラウロラクタムの開環重合
によるナイロン１２などである。また、ナイロン原料で
あるカプロラクタムを触媒によって急速に重合させて一
挙にポリマーブロックを成形するモノマーキャステング
ナイロンも本発明に好適に使用される。更に１これらの
ナイロンと他のモノマーとの共重合体、芳香族ポリアミ
ド樹脂等も使用可能である。

ポリウレタン樹脂及び硬質ポリウレタンゴムは、次式で
示されるその組成中にウレタン結合（−〇貨 −０−Ｎ（）を繰り返し有する高分子化合物であ例えば
、上式で几１が直鎖状化合物で、１ｔ２が芳香族化合物
の場合は、ポリウレタンゴムが得られる。

　６− なお、プラスチック外層の表面層、中間層および裏面層
の材質は、一般的には同一材質で形成されるが、要すれ
ば異なる材質で形成してもよい。

プラスチック外層の硬度を、ショアーＤ硬度計で測定し
て少なくとも７０°以上と限定しＡ理由は、７０°未満
であれば磁気記録体等の表面の艶出し。

平滑性及び充填密度の向上等が得られないからである。

プラスチック外層中の表面層及び裏面層を除いた中間層
に分散含有させる前記プラスチックよシも耐熱性のすぐ
れた補強材としては、次に示す無金の粉末、フェライト
や酸化アルミニウムの如き金属酸化物などの金属粉末、
窒化珪素の如き珪素化合物、シリカ粉末、クレイ粉末、
タルク、ガラスピーズ、グラファイト、鉄、銅、ステン
レス等の金属繊維、ガラス１ａ１１１、カーボンｍｍな
どが使用される。これらの中で、圧縮強度、熱伝導性の
点よシ鑑みて、金属粉末及び金属Ｉａ維が好適に使用さ
れる。なお、これら無機材料は、通常り種のみ使用され
るが、要すれば２種又はそれ以上使用してもよい。

次に、有機材料としては、ナイロン６６のごときプラス
チックベレット、ナイロン６粉末のごときプラスチック
粉末などが使用される。更に、ガラス繊維入りのナイロ
ン６、ナイロン６６、ナイロン６１０等のガラス繊維入
りプラスチックベレットも好適に使用される。

補強材は、プラスチック外層の中間層の全体積中１０〜
８０Ｖｏ１％の範囲内で分散含有される。

ここで、１０〜ｇ　Ｑ　Ｖｏ１％と限定した理由は、１
Ｏｖｏｌ１未満では圧縮強度が小さく％８０ｖＯ１チを
こえるともろくなるからである。従って、この中間層は
、圧縮強度およびもろさの点よｌ）ＧＭみて、補強材を
５０〜５ＱＶＯ１％分散含有するのが好適である。

プラスチック外層の外周部分は、磁気記録体、製紙、繊
維、アルミニウム箔等の表面の艶出し。

平滑性及び充填密度等を向上させるため、その平滑性が
厳しく要求される。特に、磁気テープ等の磁気記録体の
場合、画像の録画及び再生をするビデオテープの出現に
よシその平滑性は最もきびしく要求され、その表面の欠
落点は０．５μｍ以下といわれている。

本発明においても、特に上記した事情を考慮して、この
補強材は、１つの観点では、プラスチック外層の表面層
を除きかつ内面での割れを防止するために裏面層を除い
た中間層に分散含有されているのである。

他方、本発明者は、更にその表面層に極めて微細な無機
粉末を、分散含有させたところ、表面の平滑性を損うこ
となく熱伝導性及び圧縮強度を改善し得ることを確認し
友。従って、他の観点ではプラスチック外層の表面層に
さらに極めて微細な無機粉末を分散含有させているので
ある。

プラスチック外層の表面層に分散含有させるこのグラス
チックよりも耐熱性のすぐれた極めて微細な無機粉末と
しては、鉄、銅、フェライト等の金属粉末、酸化珪素、
炭化珪素、シリカ粉末など　９− が使用される。その粒子径は、主として前記した理由に
より０．０５μｍ以下である。また、混入耐は、この表
面層の全体積の１０〜ｇ　Ｑ　Ｖｏｌチである。このよ
うに限定した理由は、１ＯＶｏｌφ未満では、はとんど
熱伝導性及び圧縮強度が数倍されず、他方ｆ３　Ｑ　Ｖ
ｏ１％をこえると熱伝導性は向上するかもろ＜１１７、
高ニツプ圧によシ割れなどの問題を生ずる恐れがあるか
らである。さらに熱伝導性及び圧縮強度よシ鑑みて、こ
の無機粉末は５０〜６０　Ｖｏｉ％分散含有するのが好
適である。

上記表面層、中間層及び裏面層の厚みは、磁気記録体、
製紙、繊維、アルミニウム箔等のカレンダ一対象物によ
って異なるが、例えば磁気テープ用では表面層の厚みは
約２〜５１ｎｎｌ、中間層の厚みは約１０〜２０ｍｍ、
裏面層の厚みは約２〜８Ｍである。一般的に、　溶融部
の発生位置よシ鑑みて、中間層は、外層のニップ圧によ
る変形が小さ込場合には表面寄シに設けられ、変形が大
きい場合には中央寄シに設けられるのが好ましい。

本発明に係るカレンダー・ロールは、金属製芯　１０− 体の局面に、プラスチック外層のみを有する構成とする
外、プラスチック外層と表面に例えばらせん溝を穿設し
たポリウレタンゴム等の弾性体内層との２層構成として
もよく、更に要すれば、弾性体内１ｄの内側に熱硬化性
樹脂含浸の不織布層を設けた３層構成としてもよい。

本発明のカレンダー・ロールの製造に当って、好ましい
一つの方法を挙げれば、表面層を形成さす樹脂のモノマ
ーとその重合用触媒を含む液を回転成形用円筒金型に注
入し、所定時間経過後、中間１ｔ１５及び裏面層を形成
さす樹脂のモノマーとその重合用触媒並びに補強剤との
混合物を注入し、回転加熱さす方法が挙げられ会。その
際の回転速度は約６００〜１５００　ｒｐｍが好適な範
囲である。

加熱温度は樹脂のモノマーの種類によって異なるが、た
とえばナイロン樹脂の七ツマ−であるε−カプロラクタ
ムの場合は金型内の温度が１４０〜１５０℃になるよう
に金型を加熱すればよい。

かくして上記の方法によれば、樹脂表面層、補強材を主
体として樹脂を含んだ中間層および樹脂から実質的にな
る裏面層を極めて簡便に形成することができる。すなわ
ち、上記の方法においては、表面層が形成される所定時
間経過後に、補強材とモノマー並びに重合用触媒の混合
物を注入するものであるが、その際の回転遠心力によシ
補強材を主体として樹脂を含んだ中間層と樹脂から実質
的になる裏面層に分かれ一挙に所望する中間層と裏面層
が形成されるわけである。

次いで、このようにして得られた円筒物の内周面を切削
研磨した後、金属製芯体に焼ばめにより嵌合し、外周面
を加工してカレンダー・ロールとする。

また、他の好ましめ方法をあげれば、内部に芯体を立設
した第１円筒金型の芯体と金型内周面との環状空間に、
樹脂のモノマーと重合用解媒とを含む液を注入し、加熱
硬化し、芯体を残して脱型し、外周面を切削して粗面状
態とした裏面層となる円筒物を形成し、次いでこれを第
１円筒金型の内径よシ大きな内径を有する第２円筒金型
に立設し、これとこの金型内局面との環状空間に補強剤
と樹脂のモノマーと重合用触媒とを含む混合物を注入し
、加熱硬化し、芯体を残して脱型し、外周面を切削して
粗面状態とした表面層及び中間層の一体円筒物を形成し
、更にこの円筒物を第２円筒金型の内面よシ大きな内径
を有する第３円筒金型に立設し、これとこの金型内周面
との環状空間に樹脂のモノマーと重合用触媒とを含む液
を注入し、加熱硬化して表面層とし、芯体を残して脱型
し、表面層、補強材を分散含有した中間層及び裏面層が
一体化した円筒物を得る。

次に、この円筒物を強制脱芯し、その内周面を加工した
後、鉄芯へ焼ばめ等によシ嵌合し、外周面を加工してカ
レンダー・ロールとする。

上記の方法の実施に使用する成型用金型は、その内部に
たとえば内周研磨後クロムメッキを施したものを用い、
樹脂が接着しないようにしたものが好ましい。金型の大
きさを適宜選択し、たとえば外径約４００ｍｍ、長さ約
２０００ａ＋ｍ程度のロールを作ることができる。その
他、上記方法の実施に用いる装置、処理条件は、公知の
ものから適宜　１８　− 選択（−１利用することができる。

本発明は、上記しｆｃ構成であるから、次のような効果
を奏する。

■、中間層に耐熱性のすぐれた補強材を分散含有させて
いるので、ロールの自己発熱が少なく熱膨張、溶融によ
る変形の発生がほとんどない。

加えて、補強材が無機材料の場合にけ熱伝導性が良くな
り、発生する熱は表面層及び裏面層へと移行し、表面及
び金属製芯体より放熱され、温度上昇が抑えられる。

２、表面層に極めて微細な無機粉末を混入した場合、表
面平滑性を失うことなく更に一層熱伝導性がよくなシ、
熱膨張、溶融による変形の発生がほとんどない。

３、実質的にプラスチックのみよ勺なる裏面層を有する
ので、これを有しない場合に比べて、高ニツプ圧による
内周面の亀裂９割れ、摩耗が生じない。

　１４− 以下、本発明の実施例を添付の図面にもとづき詳述する
。

実施例１．　　　　　　　　　　　無水ε−カプロラク
タム１００重１１９１Ｋ（１５ｋｇ）を８０℃で溶融し
、これに金属カリウム０．５モ／Ｌ／９６を添加して混
合し、１２０℃に昇温し、さらに助触媒としてトリレン
ジイソシアネート０．５モ／Ｉ／１％を添加して混合し
た液を、内径３２０ｍｍ、長さｌ５００ｍｍの内周面研
磨後クロームメッキ処理のなされた回転成形用円筒金型
の円筒状キャビティに注入し、金型を密閉して１４０−
１５０℃の温度で８００ＲＰＭで回転させ、所定時間経
過後にこの金型を開き、次いで無水のε−カグロラクタ
ム２００重量部（３０ｋｇ）を８０℃で溶融しこれに金
属カリウム０．５モ／Ｉ／チを添加して混合したあと平
均粒径３０μｍのガラスピーズ２００重置部（３０ゆ）
〔商品名ＱＢ７３１Ｂ、東芝バロティー二−製〕を添加
し１２０℃に昇温し、さらに助触媒としてトリレンジイ
ソシアネート０．５モ／Ｌ／％を添加して混合した混合
液をこの金型内部へ注入し、この金型を密閉して１４０
〜１５０℃の温度で８００ＲＰＭで回転成形し、所定時
間重合硬化させた。重合硬化完了後、脱型して中間層に
ガラスピーズを分散含有させたナイロン円筒を得た。

このようにして得られたナイロン円筒の内周面を切削研
磨して外径３００　ｍｍ　＋内径２５０Ｍ、長さ１２０
０ＭＡのナイロン円筒とし、これを面長１１５０Ｍ、長
さ２１００ｍｍの鉄芯に加熱して焼ばめした。

第１図はこのようにして得られたカレンダー・ローＡ／
＋１）を示す。図中（２）は厚さ５闘の表面層、（３）
はガラスピーズ（４）を分散含有した厚さ１５ｍｍの中
間層、（５）は厚さ５　ｒａｍの裏面層、（６）は鉄芯
、（７）は７ランジである。

実施例２ 内径３２０　ｍｍ　＋長さ１５００ｍｍの内周面研磨後
クロームメッキ処理のなされた回転成形用円筒金型の内
部へ、無水のε−カグロラクタム１００重量部（１５ｋ
ｆ）を８０℃で溶融し、これに金購カソウム０．５モル
チを添加して混合し平均粒径０．０５μｍの酸化ア／Ｉ
／ミニウム５０重量部（７，５に＆）　（商品名７Ａ／
ミクロ／ムｌｕｍｉｋｒｏｎ　−Ｑ、Ｑ　５　Ｂ不二見
研磨材工業■〕を添加し１２０℃に昇温しそののち助触
媒としてトリレンジイソシアネート０．５モルφを添加
して混合した液を注入し、この金型を密閉して１４０〜
１５０℃の温度でｇ　Ｑ　Ｑ　ＲＰＭで回転させ、所定
時間経過後にこの金型を開き、次いで無水のε−カグロ
ラクタム２００重量部（３０ｋｇ）を８０℃で溶融して
これに金属カリウム０．５モルφを添加して混合したあ
と平均粒径０．　ｌ　ｌｒｌｍの銅粉末４００重１Ｎ部
（６０ｋｇ）口順露部刊士ｊ式−一　　　を添加し１２
０℃に昇温 しそのの“ち助触媒としてトリレンジイソシアネート０
．６モルφを添加して混合した混合液をこの金型内部へ
注入し、この金型を密閉して１４０〜１５０℃の温度で
８００几ＰＭで回転成形し、所定時間重合硬化させた。

重合硬化完了後、脱型して表面層に酸化アルミニウムを
中間層に銅粉末をそれぞれ分散含有させたナイロン円筒
を得た。

　１７− このようにして得られたナイロン円筒の内周面を切削研
磨して外径３０Ｏｎ＋＋ｎ、内径２５０　ｍｍ　、長さ
１２００ｎｕｎのナイロン円筒とし、これを面長１１５
０ｏｕｎ、長さ２１００ｍｍの鉄芯に加熱して焼ばめし
た。

第２図はこのようにして得られたカレンダー・ロー／Ｉ
／＠を示す。図中（社）は酸化アルミニウム■を分散含
有した厚さ５ａｍの表面−１（ハ）は銅粉末（財）を分
散含有した厚さ１５ｍｍの中間層、（ハ）は厚さ５ｍｍ
の裏面層、弼は鉄芯、（５）は７ランジである。

上記実施例！および実施例２のロールと補強材の混入さ
れていないナイロン層よシなるカレンダー・ロー／Ｉ／
（ナイロン・ロー／Ｖ）とについて、磁気テープ用カレ
ンダー・ロールとして安定して使用できる走行条件を調
べたところ、第１表の結果であった。

　１８− 第１表 （注）ロール硬度は、ショアーＤ硬度である第１表より
明らかなように、本発明のロールが、ニップ圧、カレン
ダースピードともにすぐれておυ、特に実施例２のロー
ルではロール硬度が高く好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明カレンダーロールの一実施例の縦断面図
、第２図は他の実施例の縦断面図である。 （１）　、　＠・・・カレンダー・ロール、＋２１　、
　＠・・・表面層、　　　　翰・・・酸化アルミニウム
、（３）、（至）・・・中間層、（４）・・・ガラスピ
ーズ、Ｑ４）・・・銅粉末、　　　　　　　＋５１　、
■・・・裏面層、（６）、艶・・・鉄芯。 、′”’　：”’、−’； １”Ａ　１ｌｉ−”１１”Ｖ〒［Ｃ・、５−Ｊ手続′４
ｍ正書く方式） １、事件の表示 昭和５７年特許願第１２００６８号 ２、発明の名称 カレンダーロール ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　枚方市招提田近二丁目七番地名　称　　　山
内ゴム工業株式会社 代表者山内次部 ４、代理人　〒５３０ 住　所　大阪市北区西天満５丁目１−３クォーター・ワ
ン　ビル５、補正命令の日付　昭和５７年１０月２６日
（発送日）６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 明細書の「発明の名称」、「特許請求の範囲」、「発明
の詳細な説明」及び１図面の簡単な説明」の欄 ８、補正の内容　　　　　　　　　　　　　　　　らＦ
；−一− 補正の内容 （１）　　明細書の発明の名称「カレンダー・ロール」
を「カレンダーロールＪＫ訂正−する。 （２）　　同書第２頁第３〜４行目「カレンダー・ロー
ル」を「カレンダーロール」に訂正する。 （３）　　同書第３頁第５〜６行目、７行目、１１１行
目１４４行目１６６行目び１９９行目カレンダー・ロー
ル」ヲ「カレンダーロールｊに訂正する。 （４）同門第４頁第１２〜１３行目及び１６６行目カレ
ンダー・ロール」ヲ「カレンダーロール」に訂正する。 （５）　　同書第５頁第２行目「カレンダー・ロール」
を「カレンダーロール」に訂正する。 （６）同書第１０頁下から第１行目「カレンダー・ロー
ル」ヲ「カレンダーロール」に訂正する。 （７）　　同＠第１１頁第７行目「カレンダｍ−ロール
」を「カレンダーロール」に訂正する。 （８）　　同書第１２頁第１１行「カレンダｍ−ロール
」を「カレンダーロール、１に訂正する。 （９）　　同書第１３頁第１３行［カレンダー・ロール
−１を「カレンダーロールｊに訂正する。 α０　同書第１６頁第１　（１〜１１行「カレンダー・
ロールｊｅｒカレンダーロール」に訂正スる。 ０υ　同書第１８頁第６〜７行目、１２〜１３行目及び
第１４行目「カレンダー・ロール」を「カレンターロー
ルｊに訂正する。 ０２　　同書第１９頁下から第２行目「カレンダー・ロ
ール」ヲ「カレンダーロール−１に訂正する〇特許請求
の範囲 １、少なくとも、ショアーＤ硬度７０°以上のプラスチ
ック外層を有し、その外層中の表面層及び裏面層を除い
た中間層に、前記プラスチックよりも耐熱性のすぐれた
補強材を分散含有させたカレンダーロール。 ２、少なくとも、ショアーＤ硬度７０以上のプラスチッ
ク外層を有し、その外層中の表面層及び裏面層を除いた
中間層に、前記プラスチックよりも耐熱性のすぐれた補
強材を分散含有させ、かつ前記表面層に前記プラスチッ
クよりも耐熱性のすぐれた極めて微細な無機粉末を分散
含有手続補正書 １、事件の表示 昭和５７年特　許　願第１２００６８　＠３、　補正を
する者 事件との関係　特許出願人 住　所　枚方市招提田近二丁目七番地 氏　名（名称）山内ゴム工業株式会社 〒５８０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも、ショアーＤ硬度７０°以上のプラスチ
   ック外層を有し、その外層中の表面層及び裏面層を除い
   た中間層に、前記プラスチックよりも耐熱性のすぐれた
   補強材を分散含有させたカレンダー・ロール。 ２、少なくとも、ショアーＤ硬度７０°以上のプラスチ
   ック外層を有し、その外層中の表面層及び裏面層を除い
   た中間層に、前記プラスチックよシも耐熱性のすぐれた
   補強材を分散含有させ、かつ前記表面層に前記プラスチ
   ックよシも耐熱性のすぐれた極めて微細な無機粉末を分
   散含有させてなるカレンダー・ローＩ−Ａ／。