輸送輥及輸送輥的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及連續地輸送卷筒料（web)的輸送棍及該輸送棍的制造方法。
【背景技術】
[0002] 在樹脂薄膜等厚度相對較薄的長形物體（下面，僅稱作"卷筒料"）的制造設備和 印刷設備中，進行連續地輸送卷筒料的操作。在這樣的卷筒料的輸送中，以往，使用了鋼制 的輸送輥和鋁制的輸送輥。近年來，正在逐漸使用輕量的且比彈性模量相對較高的纖維增 強塑料制的輸送輥。通過纖維增強塑料制的輸送輥，將在減輕設備維護作業、生產速度的高 速化、制品的薄片化、高精度化及抑制卷筒料缺陷上產生效果。
[0003] 關于這樣的輸送棍的技術，在專利文獻1中，記載有金屬棍涂層（roll coat)。該 金屬輥涂層具有輥芯體和施加于該輥芯體的外側表面的金屬鍍層，該輥芯體是將由增強纖 維和基質樹脂制成的纖維增強塑料在2種以上的總接觸弧（total arc of contact)下層 壓而形成的。
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本專利特開2002-060105號公報
【發明內容】
[0006] 可是，在近年的卷筒料的制造工序中，有時包括在高溫環境中的處理工序。即使在 實施這樣的工序的地方，為了輸送卷筒料也配置有輸送輥。因此，人們期望著即使在高溫環 境下，也能夠和在室溫環境下一樣地以合適的狀態輸送卷筒料的輸送輥。
[0007] 因此，本發明的目的在于提供能夠在高溫環境下以合適的狀態輸送卷筒料的輸送 輥。
[0008] 本發明的一種實施方式涉及的輸送輥具有：圓筒狀的中空輥基部，形成于中空輥 基部的外周面上的圓筒狀的緩沖部，以及形成于緩沖部的外周面上的鍍層部，緩沖部的熱 膨脹系數大于等于鍍層部的熱膨脹系數。
[0009] 如果將輸送輥配置于高溫環境下，則緩沖部和鍍層部會基于各自的熱膨脹系數而 發生熱膨脹。該輸送輥中，緩沖部的熱膨脹系數被設為大于等于鍍層部的熱膨脹系數，因此 緩沖部的熱膨脹程度會與鍍層部的熱膨脹程度相同或在其以上。此外，該輸送輥中，緩沖部 的外周面上配置有鍍層部。通過該配置，能夠防止在高溫環境下鍍層部的熱膨脹程度大于 形成于鍍層部內側的緩沖部的熱膨脹程度，因此鍍層部不會產生剝離或皺紋等。因此，通過 該輸送輥，即使在高溫環境下，與卷筒料接觸的鍍層部表面也能夠維持平滑，因此能夠以合 適的狀態輸送卷筒料。
[0010] 并且，緩沖部的熱膨脹系數也可大于等于中空輥基部中的直徑方向的熱膨脹系 數。在高溫環境下，使緩沖部的熱膨脹大于中空輥基部的熱膨脹，能夠降低中空輥基部中可 能產生的熱應力。
[0011] 并且，中空輥基部可具有多個中空輥層，該多個中空輥層具有彼此不同的直徑方 向的熱膨脹系數，該多個中空輥層可以直徑方向的熱膨脹系數階段性地變大的方式而在直 徑方向被層壓。通過這樣的結構，能夠使中空輥基部和緩沖部之間的熱膨脹系數的差異變 小。因此，能夠抑制由熱膨脹系數的差異而引起的破裂和剝離等問題的發生。
[0012] 并且，鍍層部可具有多個鍍層，該多個鍍層具有彼此不同的熱膨脹系數，該多個鍍 層可以熱膨脹系數階段性地變小的方式而在直徑方向上被層壓。通過這樣的結構，能夠使 鍍層部和緩沖部之間的熱膨脹系數的差異變小。因此，能夠抑制由熱膨脹系數的差異而引 起的破裂和剝離等問題的發生。
[0013] 并且，中空輥基部可設為具有碳纖維增強樹脂制的第1中空輥層和形成于第1中 空輥層上的玻璃纖維增強樹脂制的中空輥層，緩沖部具有鋁制的金屬輥層，而鍍層部具有 形成于緩沖部上的含有鎳的第1鍍層和形成于第1鍍層上的含有鉻的第2鍍層。通過纖維 增強樹脂制的中空輥基部，能夠兼顧高剛性化和輕量化，因此能夠抑制輸送輥的撓曲的發 生。此外，由于鍍層部形成于金屬輥層上，因此能夠提高鍍層部的粘著性。因此，通過輸送 輥整體的變形和鍍層部的粘著性的提高，與卷筒料接觸的鍍層部表面的狀態被維持為更加 平滑，因此能夠以更合適的狀態輸送卷筒料。
[0014] 本發明的其他的實施方式所涉及的輸送輥的制造方法為上述輸送輥的制造方法， 其具有如下工序：將增強纖維半固化片（prepreg)層壓于心軸后，加熱及加壓而形成中空 輥基部的第1工序，于中空輥基部的外周面上形成緩沖部的第2工序，以及于緩沖部的外周 面上形成鍍層部的第3工序。
[0015] 通過該制造方法，能夠制造具有上述效果的輸送輥。
[0016] 通過本發明，提供了能夠在高溫環境下以合適的狀態輸送卷筒料的輸送輥、以及 能夠制造這樣的輸送輥的輸送輥的制造方法。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明的一種實施方式的輸送輥所適用的縱切機的結構圖。
[0018] 圖2的（a)部為表示本發明的一種實施方式的輸送輥的立體圖，圖2的（b)部為 將（a)部中的A部放大的端面圖。
[0019] 圖3為表示輸送輥中熱膨脹系數的關系的圖。
[0020] 圖4為表示制造輸送輥的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面，參照附圖對用于實施本發明的實施方式進行詳細說明。在圖的說明中，對同 樣的要素附上同樣的符號，并省略重復的說明。
[0022] 如圖1所示，縱切機（slitter) 10具有：從卷料棍（original fabric roll) Rl中 輸出卷筒料W的輸出部11，將輸出的卷筒料W切斷為規定寬度的縱切部12,以及，將被切斷 為規定寬度的卷筒料W卷取為制品輥R2的卷取部13。在縱切機10中，卷筒料W由多個輸 送輥1沿規定的輸送路徑進行輸送。另外，卷筒料W例如為塑料薄膜、層壓膜、金屬箔、紡織 品等。
[0023] 在輸出部11和縱切部12之間的卷筒料W的輸送路徑上，配置有作為導輥的對向 輥15、以及與對向輥15 -同夾持卷筒料W的作為壓送輥的接壓輥14。通過該對向輥15以 及接壓輥14來防止輸出部11處的卷筒料W的張力變動傳播至縱切部12。另外，對向輥15 例如由鋁合金、鋼等金屬、使用了高彈性碳纖維的碳纖維增強樹脂等材料組成。
[0024] 卷取部13設有接觸輥（contact roll) 16,該接觸輥16通過卷取的卷筒料W而在 規定壓力下接觸制品輥R2的芯子C。通過該接觸輥16來防止空氣被卷入制品輥R2內。另 外，芯子C例如由鋁合金、鋼等金屬、使用了高彈性碳纖維的碳纖維增強樹脂、塑料、紙等組 成。
[0025] 下面，對輸送輥1進行說明。如圖2所示，輸送輥1具有：圓筒狀的中空輥基部2， 形成于中空輥基部2的外周面上的圓筒狀的緩沖部3,以及形成于緩沖部3的外周面上的鍍 層部4。
[0026] 如圖3所示，中空棍基部2形成為輸送棍1的原管（element tube)，并具有第1 中空輥層2a和第2中空輥層2b。第1中空輥層2a為碳纖維增強樹脂制（以下，僅稱作 "CFRP"）（CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)的具有 4mm 以上 20mm 以下程度的厚 度的層，位于輸送輥1中的最內側。第1中空輥層2a的外周面上密接有第2中空輥層2b， 第2中空輥層2b被夾入于第1中空輥層2a與緩沖部3之間。第2中空輥層2b為玻璃纖 維增強樹脂制（以下，僅稱為"GFRP"）（GFRP !Glass Fiber Reinforced Plastic)的具有 0· Imm以上10mm以下程度的厚度的層。
[0027] 另外，用于中空輥基部2的增強纖維中，除了玻璃纖維和碳纖維以外，也可以使用 石墨纖維、芳族聚酰胺纖維等。
[0028] 在此，第1中空輥層2a和第2中空輥層2b各自具有層壓結構，在層壓結構中，多 個由彼此不同的材料組成的半固化片（prepreg)以相對輸送棍的中心軸傾斜規定的角度 的方式配置。作為增強纖維半固化片，優選碳纖維半固化片和玻璃纖維半固化片。尤其優 選碳纖維半固化片和玻璃纖維半固化片的組合。并且，作為中空輥基部2的層壓結構，最優 選在層壓碳纖維半固化片后，將玻璃纖維半固化片層壓于中空輥基部2的最外層的結構。
[0029] 這樣的第1中空輥層2a的熱膨脹系數a 1和第2中空輥層2b的熱膨脹系數α 2 能夠通過層壓結構來設計，在輸送輥1中，第2中空輥層2b的熱膨脹系數α 2比第1中空 輥層2a的熱膨脹系數α 1更大。第1中空輥層2a的熱膨脹系數α 1為3. OX 10-6(1/Κ)以 上20.0 XKT6 (1/Κ)以下的程度，作為一個例子可為5. OXKT6 (1/Κ)。在此，CFRP制的第1 中空輥層2a在沿中心軸線的方向（CF纖維方向）和直徑方向上熱膨脹系數不同。上述的 第1中空輥層2a的熱膨脹系數α 1為直徑方向上的熱膨脹系數。并且，第2中空輥層2b 的熱膨脹系數α 2為12. OX KT6 (1/K)以上18. OX KT6 (1/K)以下的程度，作為一個例子可 為15. IX 10-6(1/Κ)。即，位于外周側的第2中空輥層2b中的熱膨脹系數α 2比位于內周 側的第1中空輥層2a的熱膨脹系數α 1更大。如此，中空輥基部2具有熱膨脹系數從內周 向外周階段性變大的層壓結構。并且，在中空輥基部2具有多層的情形下，中空輥基部2的 熱膨脹系數α 1、α 2以各自的層所具有的熱膨脹系數的值來表示。
[0030] 緩沖部3用于防止由中空輥基部2和鍍層部4的熱膨脹系數差引起的問題。緩沖 部3具有形成于中空輥基部2中的第2中空輥層2b的外周面上的金屬輥層3a。金屬輥層 3a為金屬制的筒狀部件，并具有LOmm以上10.0mm以下程度的厚度。并且，中空輥基部2 和金屬棍層3a不通過粘著等接合處理，而是通過將金屬棍層3a的內徑尺寸與中空棍基部 2的內徑尺寸設定為過盈配合的關系而使中空輥基部2與金屬輥層3a無法相對移動。
[0031] 在此，金屬輥層3a的材料中使用具有大于等于中空輥基部2的熱膨脹系數α 1、 α 2的熱膨脹系數的金屬材料。更詳細而言，金屬輥層3a的熱膨脹系數α 3大于等于在配 置于中空輥基部2的最外周而形成中空輥基部2的外周面的第2中空輥層2b的熱膨脹系 數α 2。本實施方式的金屬輥層3a中使用以鋁為主要成分的材料。鋁材的熱膨脹系數一般 為23Χ10-6α/Κ)的程度。因此，緩沖部3的熱膨脹系數α3以金屬輥層3a中的熱膨脹系 數α 3來表示。另外，作為其他的金屬輥層3a的材料，也可以使用不銹鋼（SUS)、鋁合金、銅 合金等。
[0032] 鍍層部4通過降低與卷筒料W的摩擦而將與卷筒料W的接觸狀態維持在良好的狀 態。鍍層部4具有形成于緩沖部3的金屬棍層3a的外周面上的第1鍍層4a和形成于第1 鍍層4a上的第2鍍層4b。第1鍍層4a為