專利名稱：纖維增強(qiáng)樹脂輥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于例如造紙、煉鐵、薄膜、纖維等各種工業(yè)中的纖維增強(qiáng)樹脂輥及其制造方法，更加特別涉及用作造紙用的壓光輥、造紙用的加壓輥、纖維用的壓光輥、磁記錄介質(zhì)制造用的壓光輥等的大型硬質(zhì)纖維增強(qiáng)樹脂輥及其制造方法。
背景技術(shù)：
眾所周知如下的制造大型的硬質(zhì)的纖維增強(qiáng)樹脂輥的方法依次運(yùn)送帶狀無紡布的同時，將無紡布浸漬在熱固性樹脂材料中，并將其卷繞在輥芯的外側(cè)，使其固化而成(日本特許公報昭59-25886號、日本特許公開公報昭61-144422號、日本特許公開公報昭49-55905號、日本特許公開公報昭47-10159號)。
大多數(shù)現(xiàn)行實用的纖維增強(qiáng)樹脂輥是通過將聚酰胺、聚酯等的有機(jī)纖維構(gòu)成的無紡布浸漬在熱固性樹脂中，并將其卷繞在輥芯的外周上而制得的。在熱固性樹脂中混入無機(jī)粉末的填充材料的情況下，也可制得。但是，采用了有機(jī)纖維的無紡布的輥表面容易受損，表面強(qiáng)度上升受限。
日本特許公報昭59-25886號公開了在輥芯的外周上形成纖維增強(qiáng)層，再在該增強(qiáng)層的外周形成浸漬有熱固性樹脂和和微細(xì)無機(jī)粉末的混合物的無紡布層，纖維增強(qiáng)層和輥芯的外周及無紡布層結(jié)合為一體而成的硬質(zhì)輥。
作為構(gòu)成無紡布層的纖維，可用有機(jī)纖維及無機(jī)纖維，但實施例的記載中，具體使用的僅是有機(jī)纖維，對于利用無機(jī)纖維的無紡布來制造硬質(zhì)輥的制造方法無具體說明。采用有機(jī)纖維的無紡布的輥如上所述，其表面容易受損，表面強(qiáng)度的上升受限。
另外，無機(jī)纖維的無紡布通常因沒有有機(jī)纖維的無紡布一樣的柔軟性，再者對于拉伸力來說，纖維容易變形，卷繞在輥芯的外側(cè)是非常困難的。
日本特許公表公報2001-505262號公開了將多層浸漬了熱塑性樹脂的纖維卷繞在輥筒本體上的造紙機(jī)用輥的制造方法。作為纖維材料，揭示了玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維等的無機(jī)纖維。
在該造紙機(jī)用輥筒的制造中，利用擠壓機(jī)將連續(xù)的纖維墊浸漬在熱塑性樹脂中，將該浸漬后的帶(band)覆蓋在輥筒本體上，并在即將把該浸漬后的帶粘附于輥簡面上之前，對該帶加熱。
但是，利用該方法，因所用的樹脂為熱塑性樹脂，所以即使在即將粘附于輥筒上之前對浸漬了樹脂的帶進(jìn)行加熱，高分子的熱塑性樹脂的粘度怎么降也不形成液態(tài)，樹脂不能完全浸漬在纖維材料中。
為此，存在如下問題，即，因纖維材料中沒有充分浸漬熱塑性樹脂，所以很難完全使帶相互融合成形為輥筒。即使成形為輥筒，完成后的輥筒因具有纖維材料多層層疊的結(jié)構(gòu)，而不能形成均勻的輥筒。
另外，因纖維材料中沒有充分浸漬熱塑性樹脂，所以不能經(jīng)樹脂的浸漬將纖維材料中存在的空氣完全趕出，成形的輥筒內(nèi)部含有空氣。輥筒內(nèi)部不均勻，含有空氣的話，輥筒的品質(zhì)就下降，并且會成為使用時引起輥筒破裂的原因。
若使用熱固性樹脂制造強(qiáng)度高的輥筒的話，浸漬的液態(tài)熱固性樹脂必須選擇粘度較高的樹脂。若樹脂的粘度高，很難將帶狀纖維集合體中的空氣趕出而充分浸漬。
尤其在制造硬質(zhì)的纖維增強(qiáng)樹脂輥時，雖較好是混合有無機(jī)填充材料，但是將無機(jī)填充材料混合的話，樹脂的粘度變得更高，樹脂浸漬到帶狀纖維集合體中會更加困難。若往帶狀纖維集合體的浸漬不充分的話，成形后的輥筒內(nèi)部含有空氣，成為引起使用時輥筒破裂的原因。

發(fā)明內(nèi)容
所以本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，本發(fā)明的目的在于提供一種表面強(qiáng)度優(yōu)異、很難受損或破裂的纖維增強(qiáng)樹脂輥。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種在覆蓋層中均勻分散有纖維材料，并且內(nèi)部不含空氣的纖維增強(qiáng)樹脂輥。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種能夠容易將浸漬了液態(tài)熱固性樹脂材料的無機(jī)纖維卷繞到輥芯外側(cè)的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種可讓卷繞在輥芯外側(cè)的無紡纖維集合體充分浸漬液態(tài)的熱固性樹脂材料的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法。
本發(fā)明的纖維增強(qiáng)樹脂輥包括輥芯和直接或通過下卷層形成在該輥芯的外周上的由熱固性樹脂構(gòu)成的覆蓋層，上述的熱固性樹脂含有以無機(jī)纖維為主體的纖維材料。纖維材料均勻分散在覆蓋層中。這里的“均勻”是指在厚度方向上幾乎均等地分散有纖維材料。
如上所述使用以無機(jī)纖維為主體的纖維材料，并使上述纖維材料均勻地分散在覆蓋層中，可提高輥表面的強(qiáng)度，能夠制得很難受損或破裂的纖維增強(qiáng)樹脂輥。
上述覆蓋層中的纖維材料的密度較好在2wt％以上、40wt％以下。更好在5wt％以上、20wt％以下。
如上所述通過將覆蓋層的纖維材料的密度控制在2wt％以上、40wt％以下，可制得表面強(qiáng)度優(yōu)異的、很難受損和破裂的纖維增強(qiáng)樹脂輥。若纖維材料的密度比上述范圍低的話，就不能充分得到纖維材料所產(chǎn)生的增強(qiáng)的效果。另一方面，若纖維材料的密度高于上述范圍的話，很難制成充分浸漬熱固性樹脂且不含空氣的樹脂層。
為了制得覆蓋層中均勻分散纖維材料、表面強(qiáng)度優(yōu)異的、不容易受損和破裂的纖維增強(qiáng)樹脂輥，纖維材料的長度最好在3mm-50mm的范圍。
覆蓋層，在一個實施方式中，是通過將利用粘合劑將以無機(jī)纖維為主體的纖維材料粘結(jié)成帶狀的并浸漬了熱固性樹脂材料的無紡纖維集合體卷繞在輥芯上而形成的。
通過使用如上所述的以粘合劑將以無機(jī)纖維為主體的纖維材料粘結(jié)成帶狀的無紡纖維集合體，不僅使用了無機(jī)纖維，而且浸漬了熱固性樹脂的無紡纖維集合體，即使在將其卷繞在輥芯的外側(cè)時，也具有充分的拉伸強(qiáng)度，卷繞的操作變得容易。這樣，可使無機(jī)纖維均勻地分散在由熱固性樹脂構(gòu)成的覆蓋層中，制得強(qiáng)度優(yōu)異的、很難受損和破裂的纖維增強(qiáng)樹脂輥。
本發(fā)明的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法包括以下3個工序一邊依次運(yùn)送含纖維材料的帶狀無紡纖維集合體，一邊使液態(tài)的熱固性樹脂材料被浸漬在上述無紡纖維集合體中的工序；直接或者通過下卷層將上述無紡纖維集合體卷繞在輥芯的外周上的工序；使上述熱固性樹脂材料固化的工序。纖維材料最好主要含有無機(jī)纖維。
因為如上所述，在浸漬了液態(tài)的熱固性樹脂材料的狀態(tài)下將無紡纖維集合體卷繞在輥芯的外側(cè)，經(jīng)該方法制得的輥具有以無機(jī)纖維為主體的纖維材料均勻地分散在熱固性樹脂中的結(jié)構(gòu)。為此，形成強(qiáng)度高、不容易受損和破裂的輥。因纖維材料被粘合劑粘結(jié)，所以不僅僅使用無機(jī)纖維的無紡纖維集合體即使在卷繞在輥芯的外側(cè)時，也具有充分的拉伸強(qiáng)度。由此，無紡纖維集合體的卷繞的操作是容易的。
在將浸漬了上述熱固性樹脂材料的上述無紡纖維集合體的運(yùn)送中和卷繞在上述輥芯上時的至少一個操作中，最好還包括使含浸在上述無紡纖維集合體中的熱固性樹脂材料的粘度降低的工序。更加具體地說，浸漬無紡纖維集合體時的液態(tài)熱固性樹脂材料的粘度通常為1500mPa·s-4000mPa·s左右。在將無紡纖維集合體的運(yùn)送中或卷繞在上述輥芯上時的至少一個操作中，使粘度降至300mPa·s-1000mPa·s。
如上所述通過使浸漬無紡纖維集合體的熱固性樹脂材料的粘度降低可促進(jìn)該熱固性樹脂材料的流動。這樣，可促進(jìn)樹脂浸透到無紡纖維集合體中，在無紡纖維集合體的纖維之間充滿樹脂，并且還可將空氣從無紡纖維集合體中趕出。
尤其是無紡纖維集合體因是用粘合劑粘結(jié)以無機(jī)纖維為主體的纖維材料而成的集合體，所以卷繞在輥芯的外側(cè)時，具有足夠的拉伸強(qiáng)度。這樣通過卷繞時的壓緊力和粘度降低所產(chǎn)生的熱固性樹脂材料的流動化的協(xié)同作用，可有效地將空氣從無紡纖維集合體中趕出，使熱固性樹脂完全填滿在無紡纖維集合體中。其結(jié)果是，制成的輥已不具有無紡纖維集合體疊層的結(jié)構(gòu)，而且纖維材料均勻地分散在覆蓋層中，并且內(nèi)部不含有空氣。
作為使浸漬無紡纖維集合體的熱固性樹脂材料的粘度降低的手段，可用加熱無紡纖維集合體的方法。無紡纖維集合體的加熱，可利用熱風(fēng)裝置或通過加熱器進(jìn)行。也可以利用加熱以外的方法來將熱固性樹脂材料的粘度降低。
利用加熱使熱固性樹脂材料的粘度降低的情況下，若在將無紡纖維集合體卷繞在輥芯的外側(cè)的操作結(jié)束之前，熱固性樹脂材料進(jìn)行反應(yīng)的話，不能將空氣從無紡纖維集合體中趕出。為此，加熱至高溫，在無紡纖維集合體中浸漬了液態(tài)的熱固性樹脂材料后，最好立即降溫。從該點(diǎn)看，作為加熱手段，在將無紡纖維集合體的運(yùn)送中和卷繞在上述輥芯上時的至少一個操作中，最好局部設(shè)置加熱裝置，在浸漬了液態(tài)的熱固性樹脂材料的無紡纖維集合體通過加熱裝置時進(jìn)行瞬間加熱。構(gòu)成無紡纖維集合體的無機(jī)纖維因較有機(jī)纖維具有更好的耐熱性，所以即使在經(jīng)過加熱手段進(jìn)行加熱時，也不受到損傷。由此，纖維材料對樹脂輥的增強(qiáng)的效果明顯。
通過在將無紡纖維集合體的運(yùn)送中和卷繞在上述輥芯上時的至少一個操作中，降低浸漬無紡纖維集合體的熱固性樹脂材料的粘度，如上所述可促進(jìn)熱固性樹脂材料浸透到無紡纖維集合體中，和卷繞在輥芯的外側(cè)時的壓緊力一起，將存在于無紡纖維集合體中的空氣趕出，并且可完全將熱固性樹脂填充在無紡纖維集合體中。其結(jié)果是，制成的輥已不具有無紡纖維集合體疊層的結(jié)構(gòu)，而且纖維材料均勻地分散在覆蓋層中，并且內(nèi)部不含有空氣。此時，作為降低浸漬無紡纖維集合體的熱固性樹脂材料的粘度的手段，也可用加熱無紡纖維集合體的方法。纖維材料無論是有機(jī)纖維還是無機(jī)纖維都可以。
最好是多次或多處將樹脂材料的粘度降低來更有效地將空氣從無紡纖維集合體中趕出，并且將熱固性樹脂填滿無紡纖維集合體。
上述無紡纖維集合體最好具有50N/15mm以上的長度方向拉伸強(qiáng)度。
無紡纖維集合體具有50N/15mm以上的長度方向拉伸強(qiáng)度時，由無紡纖維集合體構(gòu)成的帶狀物即使在卷繞在輥芯的外側(cè)時，也具有足夠的拉伸強(qiáng)度。為此，卷繞的操作變得容易。另一方面，若由無紡纖維集合體構(gòu)成的帶狀物的長度方向拉伸強(qiáng)度低于上述范圍時，卷繞在輥芯的外側(cè)時的拉力會使構(gòu)成帶狀物的纖維變形，帶狀物容易折斷，卷繞困難。
無紡纖維集合體較好具有30g/m2-100g/m2的單位面積重量。
若無紡纖維集合體的單位面積重量小于30g/m2時，由無紡纖維集合體構(gòu)成的帶狀物的強(qiáng)度變小，卷繞在輥芯的外側(cè)時的拉力可能折斷帶狀物。若無紡纖維集合體的單位面積重量小時，因帶狀物的厚度小，要使由浸漬了熱固性樹脂材料的無紡纖維集合體構(gòu)成的覆蓋層達(dá)到規(guī)定厚度時，必須增加卷繞帶狀物的次數(shù)，很花時間。另外，若無紡纖維集合體的單位面積重量超過100g/m2，過大時，帶狀物的厚度大，所以卷繞容易出現(xiàn)不均勻，很難制得均勻的輥。
上述無紡纖維集合體最好是內(nèi)部不含加固紗、針孔法(needle-punch)所形成的纖維強(qiáng)制性纏結(jié)(intertwinement)等不均勻性要素的集合體。該意思是無紡纖維集合體較好用將纖維材料抄漿而形成的材料。這樣，可制得表面均勻的輥。
若采用將纖維材料抄漿而形成的材料來作為無紡纖維集合體時，制得的纖維增強(qiáng)樹脂輥因具有纖維材料在輥面的方向(周方向或軸方向)取向的結(jié)構(gòu)，所以還具有抑制破裂發(fā)生的效果。
作為構(gòu)成無紡纖維集合體的無機(jī)纖維，可用玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、金屬纖維等。其中，考慮到成本等，較好用玻璃纖維。無機(jī)纖維通?？蓡为?dú)使用1種的纖維，也可以將2種以上的纖維混合使用。例如，將玻璃纖維和碳纖維混合來防止輥的帶電。
對粘合無紡纖維集合體的纖維材料的粘合劑的種類無特別限制，通常使用環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇等。特別是通過使浸漬無紡纖維集合體的熱固性樹脂材料和粘合纖維材料的粘合劑為相同種類的材料，可不損害熱固性樹脂材料的物性來制得表面特性、驅(qū)動特性等都優(yōu)異的纖維增強(qiáng)樹脂輥。這意味著較好是將熱固性樹脂材料和粘合劑都選擇為環(huán)氧樹脂類材料。
作為本發(fā)明的熱固性樹脂，較好使用熱固性樹脂和無機(jī)填充材料的混合物。
纖維增強(qiáng)樹脂輥通過不僅含有無紡纖維集合體的無機(jī)纖維，還含有無機(jī)填充材料，可制得強(qiáng)度更加優(yōu)異的、很難損傷和破裂的輥。
作為無機(jī)填充材料，可用二氧化硅粉末、石英、玻璃、粘土、碳酸鈣、炭精、陶瓷等的粉末、微珠、短纖維、金屬須等。無機(jī)填充材料可以僅使用1種的上述物質(zhì)，也可將2種以上混合使用。尤其是考慮到耐磨耗性、耐損傷性、壓縮強(qiáng)度等的輥的物性的提高和成本等方面，較好是使用二氧化硅粉末。
通過混合炭精等的導(dǎo)電性的填充材料，還可實現(xiàn)輥的帶電防止。通過將無機(jī)纖維作為玻璃纖維、使用二氧化硅粉末作為無機(jī)填充材料進(jìn)行組合，可制得強(qiáng)度特別優(yōu)異的、很難損傷和破裂的輥。
作為浸漬無紡纖維集合體的熱固性樹脂材料，可用環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂等。尤其是環(huán)氧樹脂較好。通過使用環(huán)氧樹脂，可制得強(qiáng)度好、不易損傷和破裂的輥。
本發(fā)明的纖維增強(qiáng)樹脂輥的含在覆蓋層中的纖維材料較好取向在樹脂輥的面的方向(周方向或軸方向)。纖維材料若取向在樹脂輥的半徑方向上的話，樹脂輥的壓縮彈性率增大到所需的壓縮彈性率以上，會妨害壓縮(nip)時的彈性變形，可能對輥的特性產(chǎn)生不利影響。纖維材料在樹脂輥的面的方向上進(jìn)行取向的話，不僅可避免上述特性劣化，而且還可抑制樹脂輥破裂的發(fā)生。
本發(fā)明的纖維增強(qiáng)樹脂輥，覆蓋層的厚度，或者在具有下卷層時，下卷層和覆蓋層的厚度合計較好為3mm-15mm。覆蓋層的厚度或者下卷層和覆蓋層的厚度的合計比3mm小的話，可能不能得到足夠的壓縮(nip)幅度。若覆蓋層的厚度或者下卷層和覆蓋層的厚度的合計超過15mm的話，在覆蓋層中容易產(chǎn)生裂縫，所以不理想。
本發(fā)明的纖維增強(qiáng)樹脂輥的輥芯，除了使用通常的輥芯以外，還可用設(shè)置了能夠從內(nèi)部進(jìn)行加熱或冷卻的加熱及/或冷卻手段的輥芯。
采用可從內(nèi)部進(jìn)行加熱及/或冷卻的類型的輥芯時，特別是采用纖維增強(qiáng)樹脂輥作為壓光輥時，可使處理對象的網(wǎng)狀(web)材料的處理性能提高。和有機(jī)纖維相比，因無機(jī)纖維的導(dǎo)熱性高，所以采用能夠從內(nèi)部進(jìn)行加熱及/或冷卻的類型的輥芯時，如本發(fā)明那樣，用于覆蓋層的無紡纖維集合體為無機(jī)纖維時可更加有效。此時，通過在無機(jī)纖維中使用碳纖維或金屬纖維，可得到更高的導(dǎo)熱性，纖維增強(qiáng)樹脂輥的加熱和冷卻是有效的。在使用能夠從內(nèi)部進(jìn)行加熱及/或冷卻的類型的輥芯時，覆蓋層厚度薄的輥芯為導(dǎo)熱性好的輥芯。因此，此時的覆蓋層的厚度或者下卷層和覆蓋層的厚度合計最好為3mm-15mm，更好為3mm-10mm。輥芯從內(nèi)部加熱和冷卻可通過水、油、蒸氣、電磁感應(yīng)等進(jìn)行。此時的纖維增強(qiáng)樹脂輥可在10℃-150℃的范圍內(nèi)進(jìn)行加熱及冷卻。
本發(fā)明的纖維增強(qiáng)樹脂輥的覆蓋層的玻璃化溫度(Tg)較好在120℃-200℃。覆蓋層的玻璃化溫度(Tg)低于120℃時，纖維增強(qiáng)樹脂輥的耐久性、耐熱性可能會變低。另一方面，若覆蓋層的玻璃化溫度(Tg)超過200℃時，纖維增強(qiáng)樹脂輥在冷卻時容易出現(xiàn)裂縫。


圖1是顯示本發(fā)明的第1實施方式的纖維增強(qiáng)樹脂輥的縱切面的截面圖。
圖2是顯示本發(fā)明的第1實施方式的纖維增強(qiáng)樹脂輥的橫切面的截面圖，是顯示圖1的II-II線截面的截面圖。
圖3A及圖3B為本發(fā)明的第1實施方式的纖維增強(qiáng)樹脂輥的部分?jǐn)U大示意圖。
圖4是為說明本發(fā)明的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法的示意圖。
圖5是顯示本發(fā)明的第2實施方式的纖維增強(qiáng)樹脂輥的縱切面的截面圖。
具體實施例方式
以下用圖1-圖5對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。圖1和圖2是本發(fā)明的第1實施方式的纖維增強(qiáng)樹脂輥1的截面圖。圖3A和圖3B是纖維增強(qiáng)樹脂輥1的部分?jǐn)U大示意圖。如圖1及圖2所示，纖維增強(qiáng)樹脂輥1包括輥芯2、纖維增強(qiáng)下卷層3和覆蓋層4。
輥芯2例如為長2370mm、直徑為415mm的鐵制輥芯。下卷層3是為了提高纖維增強(qiáng)樹脂輥1的強(qiáng)度而被形成在輥芯2的外周上的。
上述下卷層3可具有例如3mm左右的厚度，可按照日本特許公報昭59-25886號等的方法制得公知的構(gòu)造，通過浸漬了熱固性樹脂或熱固性樹脂和無機(jī)粉末的混合物的增強(qiáng)纖維等形成。作為下卷層3的增強(qiáng)纖維，可單獨(dú)使用無機(jī)或有機(jī)纖維的粗紗、織布和無紡布等，也可以將這些進(jìn)行組合使用。纖維增強(qiáng)樹脂輥1的使用條件較為溫和的情況下，還可省略下卷層3。
覆蓋層4具有例如7mm左右的厚度，在下卷層3之上，將由粘合劑粘結(jié)以玻璃纖維等無機(jī)纖維為主體的纖維材料而成的帶狀的無紡纖維集合體卷繞而形成。
覆蓋層4和下卷層3的厚度比率較好為1/9-9/1。例外，下卷層3和覆蓋層4的總厚度較好在3mm以上。若下卷層3和覆蓋層4的總厚度小于3mm的話，在使纖維增強(qiáng)樹脂輥和金屬輥對置加上負(fù)荷時，不能得到最佳的壓縮幅度。
更詳細(xì)說，如下所述將浸漬了液態(tài)的熱固性樹脂材料的上述無紡纖維集合體卷繞在輥芯2的外周，然后使樹脂固化而形成覆蓋層4。
覆蓋層4，如圖3A所示意，多層無紡纖維集合體以被樹脂充滿的狀態(tài)疊層，固化后的樹脂輥不是多層結(jié)構(gòu)，而是如圖3B所示那樣處于纖維材料6均勻分散于覆蓋層4中的狀態(tài)。
本發(fā)明的覆蓋層4的上述纖維材料的延伸方向(各纖維的長度方向)最好為樹脂輥1的周方向或軸方向。若纖維向著樹脂輥1的半徑方向的話，宛如纖維豎起的狀態(tài)，樹脂輥1的壓縮彈性率會比需要的大。為此，會妨礙壓縮時的彈性變形，對于輥的特性是不理想的。
通過將纖維材料的取向方向主要沿樹脂輥1的周方向或軸方向，可避開相應(yīng)的特性劣化。另外還可以抑制樹脂輥1的破裂的發(fā)生。
下面，對本發(fā)明的纖維增強(qiáng)樹脂輥1的制造方法，利用圖4進(jìn)行說明。
首先，利用噴砂器將輥芯2的外周面進(jìn)行粗面化，在該輥芯2的外周面上形成厚度3mm的下卷層3。下卷層3是在輥芯2的周圍，將浸漬了混合有20wt％的二氧化硅粉末的環(huán)氧樹脂液體的玻璃粗紗卷繞1mm厚，然后，在該玻璃粗紗的外周上，卷繞浸漬了同樣的環(huán)氧樹脂液體的玻璃網(wǎng)狀帶(crosstape)2mm厚而形成。
接著，利用如圖4所示的方法，一邊將經(jīng)環(huán)氧樹脂粘合劑粘合玻璃纖維而成的玻璃紙(SYS-041オリベスト公司制造)8浸漬在如上所述那樣的混合有20wt％的二氧化硅粉末的環(huán)氧樹脂液體12中，一邊將其卷繞在下卷層3上形成覆蓋層4。
作為玻璃紙8，例如可用長度方向拉伸強(qiáng)度為63.7N/15mm、單位面積重量為40.7g/m2、幅寬為50mm、厚度為0.34mm的玻璃紙。
如圖4所示，依次將玻璃紙8從卷狀物7拉出，通過拉桿9(tension bar)將拉出的玻璃紙8浸漬在樹脂槽13內(nèi)的環(huán)氧樹脂12中。樹脂槽13內(nèi)的環(huán)氧樹脂12的粘度約為1500mPa·s-4000mPa·s。
通過樹脂槽13后，利用2根節(jié)流桿(throttle bar)10調(diào)整環(huán)氧樹脂12的浸漬量，將玻璃紙8卷繞在以規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)的輥芯2外側(cè)的下卷層3上。
此時，玻璃紙8，分別通過設(shè)置在剛要卷繞在輥芯2之前和卷繞的途中的2處的熱風(fēng)加工機(jī)等的加熱裝置11，于約600℃的溫度進(jìn)行局部加熱。這樣，可瞬間降低浸漬玻璃紙8的環(huán)氧樹脂液體12的粘度，使環(huán)氧樹脂液體12充分浸漬玻璃紙8，同時從浸漬了環(huán)氧樹脂液體12的玻璃紙8中除去空氣。
此時，如圖4所示，較好是直接從玻璃紙8的正反面對樹脂進(jìn)行加熱。由此可有效地降低樹脂液體的粘度。加熱瞬間，環(huán)氧樹脂液體12的粘度降低到300mPa·s-1000mPa·s左右。
作為加熱裝置11，不僅可用將熱風(fēng)吹到玻璃紙8上的上述熱風(fēng)加工機(jī)，還可以用加熱器等。
玻璃紙8的卷繞，通過在輥芯2轉(zhuǎn)動1周的時間內(nèi)，沿著輥芯2的軸方向移動玻璃紙8幅寬的1/2，從軸方向的一端到另一端反復(fù)移動12次而進(jìn)行。這樣可形成厚度約為7mm的覆蓋層4。
然后，于180℃溫度對層壓了輥芯2、下卷層3和覆蓋層4的層壓圓筒體加熱，固化環(huán)氧樹脂。切削外周面，研磨，完成長度為5200mm、直徑為431mm的纖維增強(qiáng)樹脂輥1。
圖5顯示了本發(fā)明的第2實施方式的纖維增強(qiáng)樹脂輥101的截面圖。第2實施方式的纖維增強(qiáng)樹脂輥101和第1實施方式的纖維增強(qiáng)樹脂輥1的不同之處在于輥芯102是能夠從內(nèi)部進(jìn)行加熱及/或冷卻的類型的輥芯。除此以外，下卷層103、覆蓋層104及纖維增強(qiáng)樹脂輥101的制造方法和第1實施方式的下卷層3、覆蓋層4及纖維增強(qiáng)樹脂輥1的制造方法相同。輥芯102的內(nèi)部為中空，從設(shè)置在輥芯102的兩端軸部的注入部和排出部105、106可注入和排出水、油、蒸氣等的加熱介質(zhì)。
如上，參考附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明，但是上述為實例，只要在和本發(fā)明相同的范圍內(nèi)，或均等于本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可以進(jìn)行各種修正或變化。
產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用的可能性本發(fā)明可用作造紙、煉鐵、薄膜、纖維等各種工業(yè)中所用的纖維增強(qiáng)樹脂輥，具有實用性。
權(quán)利要求
1.纖維增強(qiáng)樹脂輥，其特征在于，包括輥芯(2)和直接或者通過下卷層(3)形成在上述輥芯(2)的外周上的由熱固性樹脂構(gòu)成的覆蓋層(4)，其中該熱固性樹脂含有以無機(jī)纖維為主體的纖維材料(6)，在上述覆蓋層(4)中均勻分散有上述纖維材料(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥，其特征在于，上述覆蓋層(4)中的上述纖維材料(6)的密度在2wt％以上、在40wt％以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥，其特征在于，上述覆蓋層(4)是通過將浸漬了熱固性樹脂材料的帶狀無紡纖維集合體卷繞而成的，其中該集合體通過粘合劑將上述纖維材料(6)粘結(jié)而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥，其特征在于，上述纖維材料(6)取向在該纖維增強(qiáng)樹脂輥的面方向上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥，其特征在于，上述下卷層(3)及覆蓋層(4)的總厚度為3mm-15mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥，其特征在于，上述輥芯(2)具有能從內(nèi)部進(jìn)行加熱或冷卻的加熱及/或冷卻手段。
7.纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，包括以下3個工序一邊依次運(yùn)送含纖維材料(6)的帶狀無紡纖維集合體，一邊將液態(tài)的熱固性樹脂材料含浸在上述無紡纖維集合體中的工序；直接或者通過下卷層將上述無紡纖維集合體卷繞在輥芯(2)的外周上的工序；使上述熱固性樹脂材料固化的工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，上述無紡纖維集合體通過粘合劑將上述纖維材料(6)粘結(jié)而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，上述纖維材料(6)主要含有無機(jī)纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，在浸漬了上述熱固性樹脂材料的上述無紡纖維集合體的運(yùn)送中和將其卷繞在上述輥芯(2)上時的至少一個操作中，還包括使含浸在上述無紡纖維集合體中的熱固性樹脂材料的粘度降低的工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，上述無紡纖維集合體具有50N/15mm以上的長度方向拉伸強(qiáng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，上述無紡纖維集合體具有30g/m2以上、100g/m2以下的單位面積重量。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，上述無紡纖維集合體是將上述纖維材料抄漿而形成的集合體。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，上述纖維材料為玻璃纖維。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，上述熱固性樹脂含有無機(jī)填充材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，上述無機(jī)填充材料含有二氧化硅粉末。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)樹脂輥的制造方法，其特征在于，上述熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂。
全文摘要
纖維增強(qiáng)樹脂輥(1)包括輥芯(2)以及通過下卷層(3)形成在上述輥芯(2)外周上的覆蓋層(4)。覆蓋層(4)含有以無機(jī)纖維為主體的纖維材料(6)。纖維材料(6)均勻分散于覆蓋層(4)中。覆蓋層(4)是通過將浸漬了液態(tài)熱固性樹脂材料的帶狀無紡纖維集合體卷繞在下卷層(3)上而形成的，其中該集合體是以粘合劑將上述纖維材料(6)粘結(jié)而成。
文檔編號B29C63/10GK1608177SQ0282609
公開日2005年4月20日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月26日
發(fā)明者村上哲也, 渡邊篤雄 申請人:山內(nèi)株式會社