TW201424983A - 壓接輥及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明之壓接輥1係介隔片材而對特定之對向輥抵壓之壓接輥。壓接輥1包括：中軸2，其具有圓柱面之外表面2a；及圓筒形狀之外管3，其以具有與中軸2相同之中心線L之方式配置於中軸2之外側，且於與中心線L平行之方向上之中軸2之中央部2c與中軸2接合。中軸2包含具有190 GPa以上且470 GPa以下之縱向彈性模數之材料而成，外管3包含具有100 GPa以上且470 GPa以下之縱向彈性模數之材料而成。中軸2之外表面2a與外管3之內表面3b之間隔成為外管3之外徑×0.10 mm以下。

Description

壓接輥及其製造方法

本發明係關於一種介隔片材而抵壓於特定之對向輥之壓接輥、及此種壓接輥之製造方法。

於製造塑料膜、塑料片材、織物等厚度比較薄之長條之物品(以下統稱為「片材」)之情形時，在各種步驟中，進行將作為原片、中間製品或製品之片材連續地送出之操作或拉取之操作。於此種操作中，藉由一面利用對向之2個輥夾持片材一面使該輥旋轉而送出/拉取片材，從而調整片材之移行速度及/或調整對片材施加之張力。典型而言，對向之1組輥係由軸被固定之導輥及夾輥構成。夾輥係壓接輥，其具有可動軸，且藉由對該可動軸施加之荷重而隔著片材被壓接於導輥。

關於此種輥之使用，以下列舉「切條步驟」為例進行說明。切條步驟係如下之步驟：自將寬幅之片材捲取成輥狀而成之中間製品(原片輥)捲出片材，並切開(切條)成特定之寬度，將已切開之各片材分別再次捲取成輥狀，由此獲得各寬度之複數個製品。於切條步驟中，使用被稱為切條機之裝置。該裝置包括自原片輥捲出片材之捲出部、將已捲出之片材切斷成特定寬度之切條部、及將已切斷成特定寬度之片材作為製品輥捲取之捲取部。於此種裝置中，存在為了防止捲出部之片材之張力變動傳播至切條部，而將與導輥一併夾持片材之夾輥配置於捲出部與切條部之間的情況。於此種情形時，要求夾輥對導 輥作用均勻之荷重。其理由係，若片材未被導輥與夾輥均勻地夾持，則有於切條部片材在寬度方向上蜿蜒，或於切條部片材產生破損之虞。

因此，作為對導輥等對向輥作用均勻之荷重之壓接輥，提出有如下者。即，將中軸及外管隔開特定之間隔而雙層配置，於中央部將中軸及外管相互固定，藉此由中軸與外管使撓曲分離者(例如，參照日本專利實公平2-29076號公報、日本專利特開平2-66042號公報、日本專利特開平8-26535號公報、日本專利特開2004-277168號公報及日本專利特開2010-149983號公報)、將中軸及外管以特定之間隔雙重配置，經由複數個軸承連結中軸及外管，藉此由中軸與外管使撓曲分離者(例如，參照日本專利特公平6-45410號公報)。就該等壓接輥而言，係根據對向輥之撓曲而使外管撓曲，藉此對於對向輥作用均勻之荷重。

此外，例如，自抑制旋轉中之振動之觀點而言，存在為了提高對向輥之固有振動數而提高對向輥之剛性的情況。於此種情形時，亦要求壓接輥對被高剛性化之對向輥作用均勻之荷重。

因此，本發明之目的在於提供一種能夠對被高剛性化之對向輥作用均勻之荷重之壓接輥、及此種壓接輥之製造方法。

本發明之壓接輥係介隔片材而對特定之對向輥抵壓之壓接輥，其包括：中軸，其具有為圓柱面之外表面；及圓筒形狀之外管，其以具有與中軸相同之中心線之方式配置於中軸之外側，於與中心線平行之方向上之中軸之中央部與中軸接合。中軸包含具有190GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料，外管包含具有100GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料。中軸之外表面與外管之內表面之間隔成為外管之外徑×0.10mm以下。

於該壓接輥中，中軸包含具有190GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料，外管包含具有100GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料。由此，能夠一面適當地提高中軸及外管之剛性，一面降低中軸及外管之撓曲量(於與中心線平行之方向之各位置之撓曲量之平均值)。進而，中軸之外表面與外管之內表面之間隔成為外管之外徑×0.10mm以下。由此，能夠降低中軸及外管之撓曲量以及外管之撓曲差(於與中心線平行之方向之各位置之撓曲量之最大值與最小值之差)。如上所述，根據該壓接輥，由於中軸及外管之撓曲量得以降低且外管之撓曲差得以降低，故而能夠對被高剛性化之對向輥作用均勻之荷重。

又，中軸之外表面與外管之內表面之間隔亦可成為外管之外徑×0.02mm以上。根據該構成，能夠防止中軸與外管接觸。

又，中軸亦可為圓筒形狀之構件。根據該構成，能夠一面謀求壓接輥之輕量化，一面適當地降低中軸之撓曲量。

又，中軸及外管之至少一者既可包含鋼，中軸及外管之至少一者亦可包含碳纖維強化樹脂。根據該等構成，能夠適當地降低中軸及外管之撓曲量，並且能夠適當地降低外管之撓曲差。

又，壓接輥亦可作為與導輥即對向輥一併夾持片材之夾輥使用。根據該構成，能夠由導輥與夾輥均勻地夾持片材。由此，可防止例如於在切條機中在捲出部與切條部之間配置有導輥及夾輥之情形時，在切條部片材於寬度方向上蜿蜒，或於切條部片材產生破損。

又，壓接輥亦可進而包括形成於外管之外表面之鍍層。根據該構成，能夠抑制對片材造成損傷等。

本發明之壓接輥之製造方法係上述壓接輥之製造方法，其包括如下步驟：準備被分割成兩半之外管；及使中軸之兩端部之各者***至被分割成兩半之外管之各者，於中軸之中央部，將被分割成兩半之 外管對接而與中軸接合。

根據該壓接輥之製造方法，即使於將中軸之外表面與外管之內表面之間隔在外管之外徑×0.10mm以下之範圍內減小之情形時，亦可容易且高精度地製造具備在中央部被相互固定之中軸及外管之壓接輥。

1‧‧‧壓接輥

2‧‧‧中軸

2a‧‧‧外表面

2b‧‧‧內表面

2c‧‧‧中央部

2d‧‧‧兩端部

3‧‧‧外管

3a‧‧‧外表面

3b‧‧‧內表面

3c‧‧‧構件

4‧‧‧軸承

5‧‧‧鍍層

10‧‧‧切條機

11‧‧‧捲出部

12‧‧‧切條部

13‧‧‧捲取部

14‧‧‧搬送輥

15‧‧‧對向輥

16‧‧‧接觸輥

C‧‧‧輥芯

L‧‧‧中心線

R1‧‧‧原片輥

R2‧‧‧製品輥

S‧‧‧片材

圖1係應用有本發明之一實施形態之壓接輥之切條機之構成圖。

圖2係本發明之一實施形態之壓接輥之剖面圖。

圖3係表示表1之條件下之距中心位置之距離與外管之撓曲量之關係的圖。

圖4係表示表2之條件下之距中心位置之距離與外管之撓曲量之關係的圖。

圖5係表示表3之條件下之距中心位置之距離與外管之撓曲量之關係的圖。

以下，參照圖式詳細地說明本發明之較佳之實施形態。再者，於各圖中對相同或相當之部分標註相同之符號，並省略重複之說明。

圖1係應用有本發明之一實施形態之壓接輥之切條機之構成圖。如圖1所示，切條機10包括捲出部11、切條部12及捲取部13。捲出部11自原片輥R1捲出片材S。切條部12將由捲出部11捲出之片材S切斷成特定之寬度。捲取部13將已由切條部12切斷成特定寬度之片材S作為製品輥R2捲取。於切條機10中，片材S由複數個搬送輥14沿著特定之搬送路徑搬送。再者，片材S例如為塑料膜、積層膜、金屬箔、織物等。

於捲出部11與切條部12之間的片材S之搬送路徑上，配置有作為導輥之對向輥15及壓接輥1。壓接輥1為與對向輥15一併夾持片材S之 夾輥。藉由該對向輥15及壓接輥1而防止於捲出部11之片材S之張力變動傳播至切條部12。再者，對向輥15例如包含鋁合金、鋼等金屬、使用高彈性碳纖維之碳纖維強化樹脂等具有60GPa以上且400GPa以下之縱向彈性模數之材料。

於捲取部13設置有接觸輥16。接觸輥16介隔被捲取之片材S以特定之壓力接觸於製品輥R2之輥芯C。藉由該接觸輥16而防止空氣被捲入製品輥R2。再者，輥芯C例如包含鋁合金、鋼等金屬、使用高彈性碳纖維之碳纖維強化樹脂、塑料、紙等。

繼而，對介隔片材S抵壓於對向輥15之壓接輥1之構成進行說明。圖2係本發明之一實施形態之壓接輥之剖面圖。如圖2所示，壓接輥1包括圓筒形狀之中軸2、及以具有與中軸2相同之中心線L之方式配置於中軸2之外側之圓筒形狀之外管3。中軸2係具有圓柱面之外表面2a及內表面2b之圓筒形狀之構件。中軸2例如包含鋼等金屬、使用高彈性碳纖維之碳纖維強化樹脂等具有190GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料。外管3係具有圓柱面之外表面3a及內表面3b之圓筒形狀之構件。外管3例如包含鋼等金屬、使用高彈性碳纖維之碳纖維強化樹脂等具有100GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料。

中軸2於與中心線L平行之方向之中央部2c經擴徑，且與外管3之內表面3b嵌合。於該狀態下，外管3藉由接著等而固定於中軸2之中央部2c。更詳細而言，外管3具有被分割成兩半之圓筒形狀之構件3c、3c。於中軸2之中央部2c，被分割成兩半之構件3c、3c以相互對接之狀態與中軸2接合。

中軸2之外表面2a(除中央部2c以外之部分之外表面)與外管3之內表面3b之間隔成為外管3之外徑×0.10mm以下。另一方面，中軸2之外表面2a與外管3之內表面3b之間隔成為外管3之外徑×0.02mm以上。如 此藉由在中軸2之外表面2a與外管3之內表面3b之間設置間隙，能夠以中軸2與外管3使撓曲分離。

再者，成為中軸2與外管3之接合部之中央部2c之長度(以下僅稱為「長度」等情形時，係指與中心線L平行之方向上之長度)可設為外管3之長度之5~50%。由於該接合部之長度越小，越容易由中軸2與外管3分離撓曲，故而藉由對向輥15與壓接輥1對片材S之夾持之均勻性提高。但是，若該接合部之長度低於5%，則有因強度不足而壽命變短，或固有振動數下降之虞。相反，若該接合部之長度超過50%，則有由於不易由中軸2與外管3分離撓曲，故而藉由對向輥15與壓接輥1對片材S之夾持之均勻性變差之虞。

進而，於中軸2之兩端部2d、2d之各者，固定有用於支持壓接輥1使之可繞中心線L自如旋轉之軸承4。又，於外管3之外表面3a，形成有例如包含銅、鎳、鉻、鐵、鋁等金屬之鍍層5。由此，能夠抑制對片材S造成損傷。再者，雖省略圖示，但存在於外管3之外表面3a被覆有橡膠或者橡膠狀彈性體之情況。

如以上所說明般，於壓接輥1中，中軸2包含具有190GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料，外管3包含具有100GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料。較佳為，中軸2包含具有190GPa以上且350GPa以下之縱向彈性模數之材料，外管3包含具有120GPa以上且350GPa以下之縱向彈性模數之材料。由此，能夠一面適當地提高中軸2及外管3之剛性，一面降低中軸2及外管3之撓曲量(於與中心線L平行之方向之各位置之撓曲量之平均值)。進而，中軸2之外表面2a與外管3之內表面3b之間隔成為外管3之外徑×0.10mm以下。由此，能夠降低中軸2及外管3之撓曲量、以及外管3之撓曲差(於與中心線L平行之方向之各位置之撓曲量之最大值與最小值之差)。此處，外管3之撓曲差可藉由增大中軸2及外管3之至少一者之外徑或者增大 厚度而降低。如上所述，根據壓接輥1，中軸2及外管3之撓曲量得以降低且外管3之撓曲差得以降低。由此，能夠對以包含具有100GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料之方式被高剛性化之對向輥15作用均勻之荷重。再者，只要將中軸2之外表面2a與外管3之內表面3b之間隔設為外管3之外徑×0.08mm以下，則能夠更進一步降低中軸2及外管3之撓曲量、以及外管3之撓曲差。

又，於壓接輥1中，中軸2之外表面2a與外管3之內表面3b之間隔成為外管3之外徑×0.02mm以上。由此，能夠防止因中軸2及外管3撓曲而導致中軸2與外管3接觸。又，壓接輥1之製造亦變得容易。

又，壓接輥1作為與作為導輥之對向輥15一併夾持片材S之夾輥使用。於此情形時，在切條機10中，能夠由對向輥15與壓接輥1均勻地夾持片材S。由此，能夠防止在切條部12片材S於寬度方向上蜿蜒、或於切條部12片材S產生破損。

此處，對於作為夾輥使用之壓接輥1，要求以下之第1~4點。

第1點係壓接輥1遍及片材S之寬度方向之全部範圍地密接於對向輥15上之片材S，並且對片材S產生均勻之夾持力(對向輥15及壓接輥1夾持片材S之力)。其理由係，若於與中心線L平行之方向之壓接輥1之任一位置未產生均勻之夾持力，則有於製品輥R2中捲入片材S之間之空氣量產生不均勻而導致各種捲取缺點之虞。

第2點係壓接輥1之撓曲較小。其理由係，於壓接輥1介隔片材S抵壓於對向輥15時，若壓接輥1撓曲，則有對於對向輥15作用較所期望之荷重小之荷重，而無法獲得壓接輥1之性能之虞。

第3點係壓接輥1之高速性能優異。即，第3點係壓接輥1之固有振動數(容許速度)較高。其理由係，若壓接輥1之固有振動數較低，則有壓接輥1於自身旋轉過程中振動之虞。

第4點係壓接輥1之製造成本較低。其理由係，通常，應準備之 夾輥之種類或數量較其他輥多。

根據上述壓接輥1，由於中軸2及外管3之撓曲量得以降低且外管3之撓曲差得以降低，故而滿足第1點及第2點。

又，由於中軸2及外管3被高剛性化，故而固有振動數提高，其結果，亦滿足第3點。尤其於中軸2及外管3包含碳纖維強化樹脂之情形時，由於中軸2及外管3被輕量化，故而能夠進一步提高固有振動數。但是，若中軸2及外管3之至少一者包含碳纖維強化樹脂，則能夠適當地降低中軸2及外管3之撓曲量，並且能夠適當地降低外管3之撓曲差。

進而，由於壓接輥1之構成被簡化，故而亦滿足第4點。尤其於中軸2及外管3包含鋼之情形時，由於中軸2及外管3之材料之成本變低，故而能夠謀求壓接輥1自身之低成本化。但是，若中軸2及外管3之至少一者包含鋼，則能夠適當地降低中軸2及外管3之撓曲量，並且能夠適當地降低外管3之撓曲差。

繼而，對上述壓接輥1之製造方法進行說明。首先，準備被分割成兩半之外管3(即，構件3c、3c)。接下來，使中軸2之兩端部2d、2d之各者***至被分割成兩半之外管3之各者，於中軸2之中央部2c將被分割成兩半之外管3對接。然後，藉由在該狀態下，利用接著等將外管3固定於中軸2之中央部2c，而於中軸2之中央部2c將被分割成兩半之外管3與中軸2接合。

根據該壓接輥1之製造方法，即使於將中軸2之外表面2a與外管3之內表面3b之間隔在外管3之外徑×0.10mm以下之範圍內減小之情形時，亦可容易且精度良好地製造包括在中央部2c被相互固定之中軸2及外管3之壓接輥1。更具體而言，由於中軸2及外管3容易定芯，故而能夠製造偏芯較小之壓接輥1。又，由於芯骨(中軸2)之撓曲較小，故而能夠製造精度良好之壓接輥1。

又，於壓接輥1中，由於中軸2之外表面2a與外管3之內表面3b之間隔成為外管之外徑×0.02mm以上，故而能夠使中軸2之兩端部2d、2d之各者容易地***至被分割成兩半之外管3之各者。

以上，對本發明之一實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態。例如，中軸2並不限定於圓筒形狀之構件，亦可為實心圓柱形狀之構件。但是，若中軸2為圓筒形狀之構件，則能夠一面謀求壓接輥1之輕量化，一面適當地降低中軸2之撓曲量。又，壓接輥1並不限定於作為與作為導輥之對向輥15一併夾持片材S之夾輥使用。壓接輥1例如亦可使用於上述切條機10之接觸輥16等其他用途。

於上述中，主要對切條步驟之例進行了說明，但本發明之壓接輥於處理片材之其他各種步驟中亦可較佳地使用。即，藉由本發明之壓接輥擔負對與該壓接輥對向之輥施加之均勻之壓接，而可穩定地處理片材。

作為其他例，可列舉將片材相對於移行方向延伸之延伸步驟。延伸步驟係用於製造延伸片材之步驟。於延伸步驟中，自上游向下游依序配置：將自原片輥捲出原片片材之捲出部、夾持被捲出之片材之第1夾輥/導輥、加熱片材之機構(熱板、烘箱等)、夾持片材之第2夾輥/導輥、及捲取經延伸之片材之捲取部。根據第2夾輥/導輥之周速度相對於第1夾輥/導輥之周速度之比，於加熱片材之機構中將片材於移行方向上延伸。藉由將本發明之壓接輥用於第1及/或第2夾輥，可擔負片材之寬度方向上之均勻之壓接。由此，能夠抑制片材之蜿蜒或局部之滑動等，而能夠實現片材之相對於寬度方向及移行方向均勻之延伸。

又，作為進而其他例，可列舉對片材進行印刷之印刷步驟、藉由接著劑貼合複數種片材之貼合(乾式層壓)步驟等。藉由在該等步驟中將本發明之壓接輥例如用作為夾輥，而能夠抑制片材之蜿蜒，獲得 穩定之移行速度及均勻且穩定之張力。由此，於印刷步驟中，能夠進行精細且穩定之印刷。又，於貼合步驟中，能夠獲得均勻且穩定之接著力。

[實施例]

以下，藉由實施例更具體地說明本發明。但是，本發明並不限定於以下之實施例。

以表1所示之條件準備實施例1~4及比較例1、2之壓接輥，使200kgf(=1.96kN)之等分佈荷重(uniformly distributed load)作用於各壓接輥之全長。由此，進行將各壓接輥作為夾輥使用時之評價試驗(模擬)。於實施例1~4及比較例1、2中，壓接輥(外管)之長度為3200mm，外管及中軸之材質係縱向彈性模數為294.2GPa之CFRP(碳纖維強化樹脂)。再者，於表1中，所謂間隙係指中軸之外表面與外管之內表面之間隔，所謂接合長度係指於中軸之中央部之中軸與外管之接合部之長度(於表2及表3中亦相同)。

如表1及圖3所示，使間隙越小，撓曲量及撓曲差越被降低，於實施例1~4及比較例1之壓接輥中，撓曲量低於1.6mm，撓曲差低於0.07mm。但是，若間隙成為1mm以下，則壓接輥之製造變得困難，故而比較例1之壓接輥不現實。自該結果而言，間隙較佳為外管之外徑×0.10mm以下(實施例1~4)，更佳為外管之外徑×0.08mm以下(實施例1~3)。另一方面，可謂間隙較佳為外管之外徑×0.02mm以上(實施例1~4)。

繼而，以表2所示之條件準備實施例5~10之壓接輥，使200kgf(=1.96kN)之等分佈荷重作用於各壓接輥之全長。由此，進行將各壓接輥作為夾輥使用時之評價試驗(模擬)。於實施例5~10中，壓接輥(外管)之長度為3200mm。於實施例5及實施例6中，外管及中軸之材質使用具有互不相同之縱向彈性模數之CFRP。又，於實施例7~10中，變更了中軸之厚度。

如表2及圖4所示，藉由增大中軸及外管之材質之縱向彈性模數，而降低了撓曲差。此處，若著眼於圖4之實施例6之圖，則與中軸與外管之接合部之撓曲差相比，該接合部之兩側之部分之撓曲差變大。為了降低中軸與外管之接合部之撓曲差，而必須降低中軸之撓曲量。因此，如實施例7~10般，藉由增大中軸之內徑及外徑，撓曲差被降低至0.031mm。

繼而，以表3所示之條件準備實施例11~18之壓接輥，使200kgf(=1.96kN)之等分佈荷重作用於各壓接輥之全長。由此，進行將各壓接輥作為夾輥使用時之評價試驗(模擬)。於實施例11~18中，壓接輥(外管)之長度為2500mm。於實施例11及實施例12中，外管及中軸之材質使用具有互不相同之縱向彈性模數之CFRP。又，於實施例13~15中，變更了中軸之厚度，於實施例16~18中，變更了外管之厚度。

如表3及圖5所示，藉由增大中軸及外管之材質之縱向彈性模數，而降低了撓曲差。又，可知此情形雖增大外管之厚度，但於降低撓曲量及撓曲差之方面有效。

根據本發明，可提供一種能夠對被高剛性化之對向輥作用均勻之荷重之壓接輥、及此種壓接輥之製造方法。

1‧‧‧壓接輥

2‧‧‧中軸

2a‧‧‧外表面

2b‧‧‧內表面

2c‧‧‧中央部

2d‧‧‧兩端部

3‧‧‧外管

3a‧‧‧外表面

3b‧‧‧內表面

3c‧‧‧構件

4‧‧‧軸承

5‧‧‧鍍層

L‧‧‧中心線

Claims (8)

1. 一種壓接輥，其係介隔片材而對特定之對向輥抵壓者，其包括：中軸，其具有圓柱面之外表面；及圓筒形狀之外管，其以具有與上述中軸相同之中心線之方式配置於上述中軸之外側，且於與上述中心線平行之方向上之上述中軸之中央部與上述中軸接合；且上述中軸包含具有190GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料，上述外管包含具有100GPa以上且470GPa以下之縱向彈性模數之材料，上述中軸之上述外表面與上述外管之內表面之間隔成為上述外管之外徑×0.10mm以下。
2. 如請求項1之壓接輥，其中上述中軸之上述外表面與上述外管之上述內表面之間隔成為上述外管之外徑×0.02mm以上。
3. 如請求項1或2之壓接輥，其中上述中軸係圓筒形狀之構件。
4. 如請求項1至3中任一項之壓接輥，其中上述中軸及上述外管之至少一者包含鋼。
5. 如請求項1至4中任一項之壓接輥，其中上述中軸及上述外管之至少一者包含碳纖維強化樹脂。
6. 如請求項1至5中任一項之壓接輥，其作為與導輥即上述對向輥一併夾持上述片材之夾輥使用。
7. 如請求項1至6中任一項之壓接輥，其進而包括形成於上述外管之外表面之鍍層。
8. 一種壓接輥之製造方法，其係製造如請求項1至7中任一項之壓 接輥之方法，其包括如下步驟：準備被分割成兩半之上述外管；及使上述中軸之兩端部之各者***至被分割成兩半之上述外管之各者，於上述中軸之上述中央部，將被分割成兩半之上述外管對接而與上述中軸接合。