ロール及び洗浄装置
【課題】低い負圧にて効率よく確実に液体を吸引するロール、及びそのロールと液体の吸引装置を有する洗浄装置を安価にて提供する。
【解決手段】ロール１はロール部２、台座３、及び止め金具５を有し、台座３は開口部１０が形成された本体部７、及び本体部７の両端に連接される継ぎ手部Ａ８及び継ぎ手部Ｂ９を有し、継ぎ手部Ａ８及び／又は継ぎ手部Ｂ９は中空部１１が形成され、中空部１１は開口部１０と連通されてあり、本体部７の外周には開口部１０に連通する孔部１４が開設されてあると共に、ロール部２が形成され、ロール部２は不織布からなる概円環状の複数のロール片４が積層されると共に、少なくとも一方の端部は止め金具５にて固定され、ロール片４の内径は本体部７の外径より小にて形成されている。
【解決手段】ロール１はロール部２、台座３、及び止め金具５を有し、台座３は開口部１０が形成された本体部７、及び本体部７の両端に連接される継ぎ手部Ａ８及び継ぎ手部Ｂ９を有し、継ぎ手部Ａ８及び／又は継ぎ手部Ｂ９は中空部１１が形成され、中空部１１は開口部１０と連通されてあり、本体部７の外周には開口部１０に連通する孔部１４が開設されてあると共に、ロール部２が形成され、ロール部２は不織布からなる概円環状の複数のロール片４が積層されると共に、少なくとも一方の端部は止め金具５にて固定され、ロール片４の内径は本体部７の外径より小にて形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロール、及びそのロールを搭載した洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のロールに関しては、不織布ロール、ゴムロール等が一般的に使用され、例えば、不織布ロールに関しては、極細繊維が立体的に絡合された不織布の空隙部に高分子弾性体が多孔質構造で充填された繊維質シートからなるディスク状物を多数枚重畳してなる吸液ロール（特許文献１）がある。
【０００３】
特許文献１の吸液ロールは、液体を吸引するのに必要な外部装置を備えていない為、不織布層からなるロール部が徐々に吸液飽和状態となる。液体を吸引するのに必要な外部装置を備えていないロールにおける液体除去機能は、コンプレッサー等を介してエアー圧、油圧等の一定の圧力がかかりながら回転しているロールに、液体が付着した被洗浄面が接触することにより、液体を被洗浄面の両端部から流し去るダム機能と、ロールが回転しながら被洗浄面に接触して圧力により圧縮される圧縮ゾーンにおいて、ロール部の空隙部に吸収された液体を被洗浄面に一旦放出し、次いでロールが圧力による圧縮から開放される開放ゾーンにおいて、不織布を形成する繊維質の毛細管現象により被洗浄面の液体がロール部に吸い上げられ、ロール部の空隙部に放出される仕組みからなる吸排機能とから構成されている。前記ダム機能はゴムロール等にも発現する機能であるが、前記吸排機能は不織布ロールに特有の機能である。すなわち、不織布に充填された高分子弾性体が弾性変形する為、ロール部の空隙率が前記圧縮ゾーンで０％となり、前記開放ゾーンで元の空隙率に復元することにより発現する。しかし、液体がロール部の空隙部に吸収、及び空隙部から排出されることを繰り返すと、高分子弾性体は液体と接触することにより、徐々に膨潤して弾性率が低下し、前記開放ゾーンで元の空隙率に復元することができなくなる。その為、空隙率が減少したロール部の空隙部には、繊維質の毛細管現象により吸い上げられた液体の全量を放出することができず、ロール部は吸液飽和状態となり、液体除去機能が長期間に亘って持続しないという問題を有していた。なお、高分子弾性体の弾性率と膨潤度の関係は、弾性率は膨潤度の３／５乗に反比例するというフローリーのゴム弾性の理論が知られている。
【０００４】
上記問題を解決するために、一方が開口し本体の軸方向に開設した空洞部及びこの空洞部に連通する透孔をその本体周面に多数開設した両端に軸受部を有する筒状の軸本体と、この軸本体の開口に装備される吹出若しくは吸引手段と、この軸本体に適宜密度でなる不織布を圧着状に多数枚重畳して設けたロール本体とからなり、前記吹出手段で軸本体表面より水、処理液等流体を吹出し、又吸引手段でロール本体を介して軸本体に水、処理液等流体を吸引するように構成した繊維品加工処理に使用される不織布ロール（特許文献２）がある。
【０００５】
また、吸液機能を備えた軸本体、及びこの軸本体に圧着重畳された不織布シートで構成する不織布ロールと、当該不織布ロールと配管を介し連通される真空ポンプとで構成される、送出、吸液機能を備えた不織布ロールを利用する吸液方法であって、この吸液方法は、吸引抵抗による真空値、及び毛細管の機能を高めることを意図して、前記不織布部をウエットな吸液状態にして使用し、かつこの使用状態で前記軸本体に多数千鳥状等に開設した透孔を介して、前記吸液状態にある不織布部内部に於いて、不織布ロール外表面方向に向かってほぼ倒円錐形状に有効な吸液、送液毛細管部を作用せしめるとともに、前記真空吸引力の一部が前記不織布ロールの外表面に於いて重畳作用するように構成したことにより、前記真空吸引力を当該不織布ロールの外表面で均一作用させる構成とした不織布ロールを利用する吸液方法と、この吸液方法に使用する吸液ロール装置（特許文献３）が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２６２５８６号公報
【特許文献２】特開昭５９−５３７６４号公報
【特許文献３】特開平７−１２０１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２の不織布ロールは、不織布ロールの有するダム機能と吸排機能に加えて、ロール本体に吸収された液体は、吹出若しくは吸引手段により、不織布ロール外部に排出されるので、吸液に必要な外部装置を備えていない不織布ロールに比べて、ロール本体の吸液飽和状態は抑制され、液体除去機能は長期間に亘って持続される。しかしながら、前記不織布ロールは、製作の仕方によっては、軸本体の外周に重畳される不織布の内径と、軸本体の外径が略同一となり、不織布の内周と軸本体の外周との密着性が劣り、ロールの回転中に隙間が生じ、隙間部分から吹出漏れ、あるいは吸引漏れが発生しやすく、液体の吹出性能、あるいは吸引性能が劣ることになる。その為、特に、液体を吸引する際には、高い吸引力を必要とし、吸引装置に負荷がかかるという課題を有していた。
【０００８】
また、特許文献３の吸液ロール装置においては、不織布層から液体を吸引するのに真空ポンプが用いられている。真空ポンプは、価格が高価であることから、多大な設備投資を要することになる。さらに、真空ポンプは、稼働するのに電気を必要とすることから、多大な電気代を費やし、ランニングコストが嵩むという課題も有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、低い負圧にて効率よく確実に液体を吸引するロール、及びそのロールと液体の吸引装置を有する洗浄装置を安価にて提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決する為に、請求項１の発明のロールは、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールはロール部、台座、及び止め金具を有し、前記台座は開口部が形成された本体部、及び前記本体部の両端に連接される継ぎ手部Ａ及び継ぎ手部Ｂを有し、前記継ぎ手部Ａ及び／又は前記継ぎ手部Ｂは中空部が形成され、前記中空部は前記開口部と連通されてあり、前記本体部の外周には前記開口部に連通する孔部が開設されてあると共に、前記ロール部が形成され、前記ロール部は不織布からなる概円環状の複数のロール片が積層されると共に、少なくとも一方の端部は前記止め金具にて固定され、前記ロール片の内径は前記本体部の外径より小にて形成されてあるもので、ロール片の内周と本体部の外周との密着性が増し、ロールの気密性が向上する。ロールを液体の吸引装置と接続すると、吸引漏れを防ぐことができ、ロール部に吸収された液体は、吸引力により、孔部を介して開口部、中空部の順に通過してロールの外部に排出される。その為、ロール部から確実に液体を吸引すると共に、低い負圧で液体を吸引することができるロールを提供することができる。
【００１１】
請求項２の発明のロールは、特に、請求項１のロールにおいて、台座の少なくとも一方の端部にはネジ部が形成されてあると共に、前記ネジ部にたいして止め金具はネジ止めにて前記台座に締結されてあるもので、ロール部の端部と止め金具との密着性が増し、ロールの気密性が一層向上する。その為、ロールを液体の吸引装置と接続すると、吸引漏れを防ぐことができ、より低い負圧で効率よく確実に液体を吸引することができる。
【００１２】
請求項３の発明のロールは、特に、請求項１から２のロールにおいて、孔部に流体導入部が形成されてあるもので、流体導入部は孔部の先端に漏斗状に形成されてあり、ロールを液体の吸引装置と接続すると、流体導入部が形成されていない直孔に比べて、吸引力をロール部の外周において、略円錐状にて均一に作用させることができる。その為、直孔に比べて、本体部の外周に形成される孔部の数、あるいは開設面積を減らすことができるので、低い負圧で確実に液体をロール部から吸引することができる。
【００１３】
また、孔部に流体導入部が形成されていることから、ロールにたいする外部からの応力を分散させることできるので、ロールの強度が向上する。
【００１４】
請求項４の発明の洗浄装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載されたロールと、前記ロールを回転駆動する駆動手段と、外部から圧縮流体を流入させることにより負圧を発生させ、前記負圧により前記ロールから液体を吸引する吸引装置を有する洗浄装置で、圧縮流体を流入することにより負圧が発生する吸引装置は、電気を用いて機械的に負圧を発生させる真空ポンプに比べて安価である。その為、コストを抑えて、洗浄装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の洗浄装置が有する液体の吸引装置は、真空ポンプに比べて、吸引力は弱いものの、本発明のロールは、吸引漏れを防ぎ、低い負圧でも液体を吸引することができる構造となっている。その為、洗浄装置は、確実にロールから液体を吸引することができる。
【００１６】
液体の吸引装置は、圧縮流体が流入する流通管の管路がテーパー状に形成されている。テーパー状に形成された管路に流入した圧縮流体の位置エネルギー、運動エネルギー、及び圧力エネルギーの総和は、管路の任意のどの位置においても常に一定であるというエネルギー保存の法則が成り立つ。前記の如くの管路におけるエネルギー保存の法則は、一般的にはベルヌーイの定理と呼ばれている。圧縮流体の位置エネルギーは、管路を横同一方向に通過するのみであることから、管路のどの位置においても同一である。また、圧縮流体の運動エネルギーは、管路の断面積が最も小さい絞り部で流速が最も速くなることから最大となり、管路の断面積が最も大きくなる開放部で流速が最も遅くなることから最小となる。その為、圧力エネルギーは、運動エネルギーが最大となる絞り部で最小となり、運動エネルギーが最小となる開放部で最大となる。テーパー状に形成された管路の絞り部で圧力エネルギーは最小となることから、絞り部の近傍は大気に比べて圧力が小さくなり、すなわち負圧が発生することになる。従って、吸引装置に圧縮流体を流入させると、負圧が発生し、ロールから液体が吸引されるのである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明のロールは、吸引漏れを防ぎ、ロール部から確実に液体を吸引すると共に、低い負圧で吸引することができる。
【００１８】
請求項２の発明のロールは、吸引漏れを防ぎ、より低い負圧で効率よく確実にロール部から液体を吸引することができる。
【００１９】
請求項３の発明のロールは、低い負圧で確実に液体をロール部から吸引することができると共に、ロールの強度を向上させることができる。
【００２０】
請求項４の発明の洗浄装置は、確実にロールから液体を吸引すると共に、コストを抑えて安価にて提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のロールの正面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】（ａ）ロール片の平面図、（ｂ）本体部のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）台座の正面図、（ｂ）プレートを前面側から見た斜視図、（ｃ）止め金具を前面側から見た斜視図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明のロールが搭載された洗浄装置の説明図である。
【図７】吸引装置の内部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
図１から図５を用いて、実施例１のロールについて説明する。
【００２４】
図１、及び図２において、ロール１は、台座３、止め金具５、プレート６、及び複数のロール片４からなるロール部２より構成されている。台座３は、鉄、ＳＵＳ、アルミニウム等の金属材料からなり、外周にロール部２が形成されてあると共に、開口部１０を有する本体部７、及び本体部７の一方の端部に連接され中空部１１を有する継ぎ手部Ａ８、及び本体部７の他方の端部に連接される中実状の継ぎ手部Ｂ９から形成されている。ロール部２は、複数のロール片４が台座３を構成する本体部７の外周に積層されると共に、重ね合わされて形成されてあり、両側から止め金具５、及びプレート６にて挟み付けられて形成されてある。止め金具５は、ネジ止めのロックナットが使用されている。なお、本実施例では、継ぎ手部Ａ８が中空状、継ぎ手部Ｂ９が中実状としたが、継ぎ手部Ａ８、継ぎ手部Ｂ９が共に中空状であっても構わない。
【００２５】
図２、図３（ｂ）、図４（ａ）、及び図５において、台座３を構成する本体部７の外周には、等分２箇所に溝部２１が形成されてあると共に、複数の円形の孔部１４が千鳥状に開設されている。孔部１４は、本体部７の有する開口部１０に連通すると共に、ロール片４側の端部には流体導入部２０が漏斗状に形成されてある。また、継ぎ手部Ａ８は、中空部１１が設けられてあると共に、一方の端部には、ロータリージョイント（図示せず）が接続されるネジ部Ａ１２が形成されてあり、他方は本体部７の端部に、溶接による接合部１５を介して連接されている。継ぎ手部Ｂ９は中実状で、一方の端部が本体部７の端部に、溶接による接合部１５を介して連接されている。
【００２６】
また、本体部７と継ぎ手部Ａ８の接合部１５の近傍には、傾斜面を有して徐変部１３が形成されている。従って、本体部７と継ぎ手部Ａ８の接合部１５の近傍は、開口部１０の開口面積が、本体部７の略中央部の開口面積より小さくなる。徐変部１３が形成されていることから、ロール１を液体の吸引装置と接続すると、ロール部２に吸収された液体は、吸引力により、２点鎖線矢印の如く孔部１４を介して開口部１０に流れ込み、接合部１５の近傍で滞留することなく中空部１１を通過してロール１の外部に排出される。
【００２７】
ロール部２の両端部に固定されるプレート６、及び止め金具５は鉄、ＳＵＳ、アルミニウム等の金属材料からなり、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）の如く概円環状に形成されてあり、止め金具５の内周に形成されたネジ部Ｃ２３は、継ぎ手部Ａ８、継ぎ手部Ｂ９の外周に形成されたネジ部Ｂ２２に嵌合され、固定される。
【００２８】
図３（ａ）において、ロール片４は、中心部に穴部１７、外周に側縁部１８が形成された概円環状の不織布１６からなる。ロール片４の内周等分２箇所には、凸部１９が設けられてあり、凸部１９は本体部７の外周等分２箇所に形成された溝部２１に、図５の如く嵌合挿入され、ロール１が回転する際の回り止めとなる。なお、ロール部２は、ロール１に使用する総数のロール片４より形成される。また、特に図示しないが、台座３にたいするロール片４の回転ズレを防止する他の方法として、ロール片４の内周に凹状の溝を形成すると共に、台座３を構成する本体部７の長手方向の外周に凸状のキーを装着して、前記凹状の溝を凸状のキーに嵌合挿入することにより、ロール片４を、本体部７の外周に積層してもよい。
【００２９】
また、図３（ａ）、及び図３（ｂ）に示すように、ロール片４の内径Ｄ１は、本体部７の外径Ｄ２より小さく設定されている。ロール片４は、不織布１６にて形成されていることから、不織布１６を構成する繊維間に隙間があり、伸縮性を有している為、内径Ｄ１を本体部７の外径Ｄ２より小さくしても、本体部７の外周に積層することができるのである。なお、Ｄ１はＤ２の９９．９〜９５．０％程度に設定されるのが望ましい。９９．９％より大きいと、ロール片４の内周と本体部７の外周に隙間が生じやすくなり、９５．０％より小さいと、ロール片４を本体部７の外周に積層し難くなり、ロール１製作の際の作業性が悪くなる。なお、ロール片４の内周と本体部７の外周に隙間が生じ難く、且つロール１製作の際の作業性を考慮した場合、より好ましくはＤ１をＤ２の９９．５〜９７．０％程度に設定するのがよい。
【００３０】
次に、ロール１の製作方法について説明する。
【００３１】
最初に、外周に孔部１４、溝部２１が形成され、開口部１０を有する略円筒形状の本体部７を用意する。次いで、徐変部１３が形成された中空部１１を有する中空状の継ぎ手部Ａ８、及び中実状の継ぎ手部Ｂ９を、本体部７の両方の端部に挿入し、圧入、あるいは焼きバメすると共に、溶接による接合部１５を介して本体部７と継ぎ手部Ａ８、及び継ぎ手部Ｂ９を一体化し、台座３を形成する。本体部７と継ぎ手部Ａ８、及び継ぎ手部Ｂ９の連接方法は、台座３の強度が保持されるのであれば、ネジ止め、ボルト締め等の方法であっても構わない。
【００３２】
次に、複数本の繊維を有する平板状の不織布１６を用意し、不織布１６をトムソン型、あるいはレーザーカッター等を用いて、２箇所の凸部１９が形成されると共に、穴部１７、及び側縁部１８を有する概円環状のロール片４に打ち抜く。次いで、ロール片４を複数枚重ね合わせて、穴部１７を台座３にたいして貫通させ、凸部１９を、本体部７の外周等分２箇所に形成された溝部２１に嵌合挿入して積層する。そして、台座３の長手方向からプレス機にて所定長さだけ圧縮させた後、止め金具５、及びプレート６にて複数のロール片４を挟み付けて固定する。その際、止め金具５の内周に形成されたネジ部Ｃ２３を、継ぎ手部Ａ８、及び継ぎ手部Ｂ９の外周に形成されたネジ部Ｂ２２に嵌合し、固定する。次に、所定時間放置することにより、重ね合わせた複数のロール片４の内部応力を均一化させ、側縁部１８を切削加工及び研磨加工し、台座３を構成する本体部７の外周にロール部２を形成してロール１が製作される。
【００３３】
ロール部２の表面部の硬度は、４０°〜９５°程度に設定されるのが望ましい。硬度が４０°未満の場合、硬度が低すぎて、被洗浄面の端面が繰り返しロール部２に当接すると、早期にロール部２が摩耗する。また、硬度が９５°を超えると、硬度が高すぎて、ロール１の弾力性が劣り、効果的にダム機能、及び吸排機能を発揮することが難しくなる。なお、硬度とは物質の硬さを表わし、ＪＩＳＫ６２５３加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法に記載のデュロメータ硬さ試験により測定した硬度である。
【００３４】
孔部１４の直径については、特に限定されるものではないが、例えば、孔部１４の直径は１〜８ｍｍ程度に設定されるのが望ましい。孔部１４の直径が１ｍｍ未満の場合、径が小さすぎて効率よく液体を開口部１０に流出することができず、８ｍｍを超える場合、径が大きすぎて一孔あたりの液体を吸引する力が弱くなる。また、流体導入部２０は、孔部１４にたいして３０°〜６０°の角度をなして漏斗状に形成されるのが望ましい。３０°未満の場合、直孔に近くなり、ロール部２から効率よく確実に液体を吸引するのが難しくなり、６０°を超える場合、本体部７の外周と略平行に近くなり、やはりロール部２から効率よく確実に液体を吸引するのが難しくなる。
【００３５】
次に、ロール片４を構成する不織布１６の製造方法について、いくつか述べる。
【００３６】
第１の方法は、複数本の繊維を、平板状に集積させて布状体を形成し、前記布状体を複数枚、重ね合わせた後、特殊な針を突き刺して、３次元に絡合された不織布１６を得る。前記の製造方法は、一般的には、ニードルパンチングと呼ばれている。また、布状体はウエッブと呼ばれている。得られた不織布１６は、ポリウレタン溶液中に含浸され、不織布１６にポリウレタンを充填させる。次いで、ポリウレタンを充填させた不織布１６を、水中に浸漬させると共に、水中に二酸化炭素を注入し、炭酸発泡させることにより、不織布１６、及び極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンよりなる平板状の二重構造体を形成する。なお、不織布１６を形成する繊維には、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、別名ウレタン弾性糸とも呼ばれるスパンデックス繊維等が単独使用、あるいは併用される。
【００３７】
第２の方法は、複数本の繊維を、平板状に集積させて布状体となるウエッブを形成し、ニードルパンチングにより３次元に絡合された不織布１６を得る。得られた不織布１６にたいして、架橋剤を配合した高分子弾性体をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて付着させ、加熱することにより不織布１６を形成する繊維の間を結合させるもので、前記の製造方法により得られた不織布１６は、一般的にケミカルボンド法不織布と呼ばれている。なお、不織布１６を形成する繊維には、綿、レーヨン、セルロース等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成繊維が単独使用、あるいは併用される。また、高分子弾性体には、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が単独使用、あるいは併用される。また、架橋剤は、前記高分子弾性体の分子間に橋架け構造を形成し、一段と優れた弾力性を高分子弾性体に付与する目的で配合されるものであり、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン等のメラミン樹脂、ブロックイソシアネート等のイソシアネート樹脂、脂肪族エポキシ等のエポキシ樹脂を単独、あるいは併用して用いることができる。
【００３８】
第３の方法は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂を溶融紡糸すると共に、得られた合成繊維にたいして１００〜１５０ｋｇｆ程度の高圧水流を噴射することにより、繊維を絡合させる。次いで、架橋剤を配合した高分子弾性体をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて繊維に付着させ、加熱することにより不織布１６を形成するもので、前記の製造方法により得られた不織布１６は、一般的に水流絡合法不織布と呼ばれている。
【００３９】
上記に示した不織布１６の製造方法は代表的な例であり、上記以外にも、例えば、熱溶融した合成樹脂を連続的に紡糸して繊維を形成し、繊維を延伸しながら捕集ネット上に集積して熱ロールで加圧することにより繊維を結合して不織布１６を形成するスパンボンド法、熱溶融した合成樹脂を紡糸口から吐出する際、高温エアーで紡出し、捕集ネット上で加熱された繊維を結合させて不織布１６を形成するメルトブロー法、塩化メチレン、フロン等の低沸点溶剤中に合成樹脂を溶解し、紡糸口から加熱、加圧状態で繊維を紡糸すると同時に、前記低沸点溶剤を揮発させ、繊維を捕集ネット上に集積し、熱ロールで加圧して繊維を結合して不織布１６を形成するフラッシュ紡糸法、融点の異なる複数の合成樹脂を溶融して融点の高い方の合成樹脂を紡糸して繊維を形成し、溶融された融点の低い方の合成樹脂をバインダーとして繊維を接着させて不織布１６を形成するファイバーボンド法やサーマルボンド法等により製造された不織布１６を用いても構わない。なお、不織布１６は、ロール１に形成された場合、被洗浄面の繰り返しの当接に強く、繊維がほつれ難く、織布、編物等の他の布帛をロール１に用いた場合に比べて、ロール１の耐久性の向上につながる。
【００４０】
ロール片４に用いられる不織布１６の選択については、ロール１が使用される雰囲気温度、除去対象となる液体の性状等の使用条件、コスト等を考慮して、適宜、決定されるものである。
【００４１】
上記の如く構成されたロール１の動作、作用は下記の通りである。
【００４２】
ロール１はロール部２、台座３、止め金具５、及びプレート６を有し、台座３は開口部１０が形成された本体部７、及び本体部７の両端に連接される継ぎ手部Ａ８及び継ぎ手部Ｂ９を有し、継ぎ手部Ａ８は中空部１１が形成され、中空部１１は開口部１０と連通されてあり、本体部７の外周には開口部１０に連通する孔部１４が開設されてあると共に、ロール部２が形成され、ロール部２は不織布１６からなる概円環状の複数のロール片４が積層されると共に、両端部は止め金具５、及びプレート６にて固定され、ロール片４の内径Ｄ１は本体部７の外径Ｄ２より小さく形成されてあることから、ロール片４の内周と本体部７の外周との密着性が増し、ロール１の気密性が向上する。ロール１を液体の吸引装置と接続すると、吸引漏れを防ぐことができ、ロール部２に吸収された液体は、吸引力により、図２の２点鎖線矢印の如く、孔部１４を介して開口部１０、中空部１１の順に通過してロール１の外部に排出される。その為、ロール部２から確実に液体が吸引されると共に、低い負圧で液体を吸引することができる。
【００４３】
止め金具５はネジ止めのロックナットにて台座３に締結されてあり、ロール部２の端部とプレート６、及び止め金具５との密着性が増し、ロール１の気密性が一層向上する。その為、ロール１を液体の吸引装置と接続すると、吸引漏れを防ぐことができ、より低い負圧で効率よく確実に液体を吸引することができる。
【００４４】
孔部１４の先端に漏斗状の流体導入部２０が形成されてあることから、ロール１を液体の吸引装置と接続すると、流体導入部２０が形成されていない直孔に比べて、吸引力をロール部２の外周において、図５に示す２点鎖線の如く、略円錐状にて均一に作用させることができる。その為、直孔に比べて、本体部７の外周に形成される孔部１４の数、あるいは開設面積を減らすことができるので、低い負圧で確実に液体をロール部２から吸引することができる。
【００４５】
また、孔部１４に流体導入部２０が形成されていることから、ロール１にたいする外部からの応力を分散させることできるので、ロール１の強度が向上する。
【実施例２】
【００４６】
図６、及び図７を用いて、実施例２の洗浄装置について説明する。なお、構成の説明を容易にする為に、各部品の軸受け部や、支持部品の図示、説明は省略することとする。また、ロールは、鋼板に付着した油分除去用として用いられるものとする。
【００４７】
図６において、ロール３１ａ、３１ｂは、洗浄装置３０に上下一対で設置され、上部に位置するロール３１ａの台座３３の両端部、すなわち継ぎ手部Ａ３８、及び継ぎ手部Ｂ３９に一定の圧力が加えられ、駆動手段３４により矢印の方向に回転駆動し、上部のロール３１ａと下部のロール３１ｂの間を、両面に油分（図示せず）が付着したピース状の鋼板４３が白抜き矢印の方向に送出されている。また、継ぎ手部Ａ３８の端部にはロータリージョイント３７が挿入されると共に、配管Ａ３５、及びＴ字状の配管継ぎ手Ａ４４を介して吸引装置４０に連接されている。上部に位置するロール３１ａは鋼板４３の表面から油分を除去し、下部に位置するロール３１ｂは鋼板４３の裏面から油分を除去する。油分が付着した鋼板４３は、ロール部３２と接触し、ロール部３２を構成する不織布の有する繊維の毛細管現象により、油分がロール部３２に吸い上げられると共に、ロール部３２の空隙に放出される。なお、ロール３１ａ、３１ｂは、上記に示した実施例１のロール１と同一である。
【００４８】
上記の如くのロール３１ａ、３１ｂの状態において、吸引装置４０の流通管４１に連接される配管継ぎ手Ｂ４５に向かって配管Ｂ３６から圧縮流体を流入させ、吸引装置４０に吸引力を作用させると、ロール部３２に負圧が付加され、ロール部３２に吸収された油分は、孔部を通り、開口部に流れ込み、継ぎ手部Ａ３８に形成された中空部から配管Ａ３５を通り、配管継ぎ手Ａ４４から流通管４１に流れ、液体容器４２に吸引される。従って、ロール部３２の吸液飽和状態が解消され、吸排機能が持続する為、ロール３１ａ、３１ｂは長期間に亘って、鋼板４３に付着した油分を、確実に除去することができる。
【００４９】
次に、図７を用いて、本発明の洗浄装置３０が有する吸引装置４０の吸引の仕組みについて説明する。
【００５０】
吸引装置４０は、圧縮流体Ｂが配管継ぎ手Ｂ４５を介して流入する流通管４１の管路４７がテーパー状に形成されている。テーパー状に形成された管路４７に流入した圧縮流体Ｂの位置エネルギー、運動エネルギー、及び圧力エネルギーの総和は、管路４７の任意のどの位置においても常に一定であるというエネルギー保存の法則が成り立つ。前記の如くの管路４７におけるエネルギー保存の法則は、一般的にはベルヌーイの定理と呼ばれている。圧縮流体Ｂの位置エネルギーは、管路４７を横同一方向に通過するのみであることから、管路４７のどの位置においても同一である。また、圧縮流体Ｂの運動エネルギーは、管路の断面積が最も小さい絞り部４８で流速が最も速くなることから最大となり、管路４７の断面積が最も大きくなる開放部４９で流速が最も遅くなることから最小となる。その為、圧力エネルギーは、運動エネルギーが最大となる絞り部４８で最小となり、運動エネルギーが最小となる開放部４９で最大となる。テーパー状に形成された管路４７の絞り部４８で圧力エネルギーは最小となることから、絞り部４８の近傍は大気に比べて圧力が小さくなり、すなわち負圧が発生することになる。従って、吸引装置４０に圧縮流体Ｂを流入させると、負圧が発生し、ロール３１ａ、３１ｂから油分Ｃが配管継ぎ手Ａ４４から管路４７に吸引されるのである。
【００５１】
管路４７に吸引された油分Ｃは、圧縮流体Ｂと共に、２点鎖線矢印の如く、壁体５０に当たり、液体容器４２の内部に排出され、液体容器４２の内部に溜まり、圧縮流体Ｂは液体容器４２の中で油分Ｃと分離し、管路４７を通り、流通管４１の他方の端部に形成された排気口４６から外部に放出される。液体容器４２に溜まった油分Ｃは、液体容器４２の内部が満杯になると、洗浄装置に設けられた図示しない液体タンクに戻される。
【００５２】
上記の如く構成された洗浄装置３０の動作、作用は下記の通りである。
【００５３】
洗浄装置３０は、ロール３１ａ、３１ｂと、ロール３１ａ、３１ｂを回転駆動する駆動手段３４と、外部から圧縮流体Ｂを流入させることにより負圧を発生させ、負圧によりロール３１ａ、３１ｂから油分Ｃを吸引する吸引装置４０を有する洗浄装置３０で、圧縮流体Ｂを流入することにより負圧が発生する吸引装置４０は、電気を用いて機械的に負圧を発生させる真空ポンプに比べて安価である。その為、コストを抑えて、洗浄装置３０を提供することができる。
【００５４】
また、本発明の洗浄装置３０が有する油分Ｃの吸引装置４０は、真空ポンプに比べて、吸引力は弱いものの、本発明のロール３１ａ、３１ｂは、吸引漏れを防ぎ、低い負圧でも油分Ｃを吸引することができる構造となっている。その為、洗浄装置３０は、確実にロール３１ａ、３１ｂから油分Ｃを吸引することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のロールは、主に、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する目的以外にも、高い液体の除去性能を必要とするロールとして、広く好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１、３１ａ、３１ｂ ロール
２、３２ ロール部
３、３３ 台座
４ ロール片
５ 止め金具
６ プレート
７ 本体部
８、３８ 継ぎ手部Ａ
９、３９ 継ぎ手部Ｂ
１０ 開口部
１１ 中空部
１２ ネジ部Ａ
１３ 徐変部
１４ 孔部
１５ 接合部
１６ 不織布
１７ 穴部
１８ 側縁部
１９ 凸部
２０ 流体導入部
２１ 溝部
２２ ネジ部Ｂ
２３ ネジ部Ｃ
３０ 洗浄装置
３４ 駆動手段
３５ 配管Ａ
３６ 配管Ｂ
３７ ロータリージョイント
４０ 吸引装置
４１ 流通管
４２ 液体容器
４３ 鋼板
４４ 配管継ぎ手Ａ
４５ 配管継ぎ手Ｂ
４６ 排気口
４７ 管路
４８ 絞り部
４９ 開放部
５０ 壁体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロール、及びそのロールを搭載した洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のロールに関しては、不織布ロール、ゴムロール等が一般的に使用され、例えば、不織布ロールに関しては、極細繊維が立体的に絡合された不織布の空隙部に高分子弾性体が多孔質構造で充填された繊維質シートからなるディスク状物を多数枚重畳してなる吸液ロール（特許文献１）がある。
【０００３】
特許文献１の吸液ロールは、液体を吸引するのに必要な外部装置を備えていない為、不織布層からなるロール部が徐々に吸液飽和状態となる。液体を吸引するのに必要な外部装置を備えていないロールにおける液体除去機能は、コンプレッサー等を介してエアー圧、油圧等の一定の圧力がかかりながら回転しているロールに、液体が付着した被洗浄面が接触することにより、液体を被洗浄面の両端部から流し去るダム機能と、ロールが回転しながら被洗浄面に接触して圧力により圧縮される圧縮ゾーンにおいて、ロール部の空隙部に吸収された液体を被洗浄面に一旦放出し、次いでロールが圧力による圧縮から開放される開放ゾーンにおいて、不織布を形成する繊維質の毛細管現象により被洗浄面の液体がロール部に吸い上げられ、ロール部の空隙部に放出される仕組みからなる吸排機能とから構成されている。前記ダム機能はゴムロール等にも発現する機能であるが、前記吸排機能は不織布ロールに特有の機能である。すなわち、不織布に充填された高分子弾性体が弾性変形する為、ロール部の空隙率が前記圧縮ゾーンで０％となり、前記開放ゾーンで元の空隙率に復元することにより発現する。しかし、液体がロール部の空隙部に吸収、及び空隙部から排出されることを繰り返すと、高分子弾性体は液体と接触することにより、徐々に膨潤して弾性率が低下し、前記開放ゾーンで元の空隙率に復元することができなくなる。その為、空隙率が減少したロール部の空隙部には、繊維質の毛細管現象により吸い上げられた液体の全量を放出することができず、ロール部は吸液飽和状態となり、液体除去機能が長期間に亘って持続しないという問題を有していた。なお、高分子弾性体の弾性率と膨潤度の関係は、弾性率は膨潤度の３／５乗に反比例するというフローリーのゴム弾性の理論が知られている。
【０００４】
上記問題を解決するために、一方が開口し本体の軸方向に開設した空洞部及びこの空洞部に連通する透孔をその本体周面に多数開設した両端に軸受部を有する筒状の軸本体と、この軸本体の開口に装備される吹出若しくは吸引手段と、この軸本体に適宜密度でなる不織布を圧着状に多数枚重畳して設けたロール本体とからなり、前記吹出手段で軸本体表面より水、処理液等流体を吹出し、又吸引手段でロール本体を介して軸本体に水、処理液等流体を吸引するように構成した繊維品加工処理に使用される不織布ロール（特許文献２）がある。
【０００５】
また、吸液機能を備えた軸本体、及びこの軸本体に圧着重畳された不織布シートで構成する不織布ロールと、当該不織布ロールと配管を介し連通される真空ポンプとで構成される、送出、吸液機能を備えた不織布ロールを利用する吸液方法であって、この吸液方法は、吸引抵抗による真空値、及び毛細管の機能を高めることを意図して、前記不織布部をウエットな吸液状態にして使用し、かつこの使用状態で前記軸本体に多数千鳥状等に開設した透孔を介して、前記吸液状態にある不織布部内部に於いて、不織布ロール外表面方向に向かってほぼ倒円錐形状に有効な吸液、送液毛細管部を作用せしめるとともに、前記真空吸引力の一部が前記不織布ロールの外表面に於いて重畳作用するように構成したことにより、前記真空吸引力を当該不織布ロールの外表面で均一作用させる構成とした不織布ロールを利用する吸液方法と、この吸液方法に使用する吸液ロール装置（特許文献３）が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２６２５８６号公報
【特許文献２】特開昭５９−５３７６４号公報
【特許文献３】特開平７−１２０１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２の不織布ロールは、不織布ロールの有するダム機能と吸排機能に加えて、ロール本体に吸収された液体は、吹出若しくは吸引手段により、不織布ロール外部に排出されるので、吸液に必要な外部装置を備えていない不織布ロールに比べて、ロール本体の吸液飽和状態は抑制され、液体除去機能は長期間に亘って持続される。しかしながら、前記不織布ロールは、製作の仕方によっては、軸本体の外周に重畳される不織布の内径と、軸本体の外径が略同一となり、不織布の内周と軸本体の外周との密着性が劣り、ロールの回転中に隙間が生じ、隙間部分から吹出漏れ、あるいは吸引漏れが発生しやすく、液体の吹出性能、あるいは吸引性能が劣ることになる。その為、特に、液体を吸引する際には、高い吸引力を必要とし、吸引装置に負荷がかかるという課題を有していた。
【０００８】
また、特許文献３の吸液ロール装置においては、不織布層から液体を吸引するのに真空ポンプが用いられている。真空ポンプは、価格が高価であることから、多大な設備投資を要することになる。さらに、真空ポンプは、稼働するのに電気を必要とすることから、多大な電気代を費やし、ランニングコストが嵩むという課題も有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、低い負圧にて効率よく確実に液体を吸引するロール、及びそのロールと液体の吸引装置を有する洗浄装置を安価にて提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決する為に、請求項１の発明のロールは、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールはロール部、台座、及び止め金具を有し、前記台座は開口部が形成された本体部、及び前記本体部の両端に連接される継ぎ手部Ａ及び継ぎ手部Ｂを有し、前記継ぎ手部Ａ及び／又は前記継ぎ手部Ｂは中空部が形成され、前記中空部は前記開口部と連通されてあり、前記本体部の外周には前記開口部に連通する孔部が開設されてあると共に、前記ロール部が形成され、前記ロール部は不織布からなる概円環状の複数のロール片が積層されると共に、少なくとも一方の端部は前記止め金具にて固定され、前記ロール片の内径は前記本体部の外径より小にて形成されてあるもので、ロール片の内周と本体部の外周との密着性が増し、ロールの気密性が向上する。ロールを液体の吸引装置と接続すると、吸引漏れを防ぐことができ、ロール部に吸収された液体は、吸引力により、孔部を介して開口部、中空部の順に通過してロールの外部に排出される。その為、ロール部から確実に液体を吸引すると共に、低い負圧で液体を吸引することができるロールを提供することができる。
【００１１】
請求項２の発明のロールは、特に、請求項１のロールにおいて、台座の少なくとも一方の端部にはネジ部が形成されてあると共に、前記ネジ部にたいして止め金具はネジ止めにて前記台座に締結されてあるもので、ロール部の端部と止め金具との密着性が増し、ロールの気密性が一層向上する。その為、ロールを液体の吸引装置と接続すると、吸引漏れを防ぐことができ、より低い負圧で効率よく確実に液体を吸引することができる。
【００１２】
請求項３の発明のロールは、特に、請求項１から２のロールにおいて、孔部に流体導入部が形成されてあるもので、流体導入部は孔部の先端に漏斗状に形成されてあり、ロールを液体の吸引装置と接続すると、流体導入部が形成されていない直孔に比べて、吸引力をロール部の外周において、略円錐状にて均一に作用させることができる。その為、直孔に比べて、本体部の外周に形成される孔部の数、あるいは開設面積を減らすことができるので、低い負圧で確実に液体をロール部から吸引することができる。
【００１３】
また、孔部に流体導入部が形成されていることから、ロールにたいする外部からの応力を分散させることできるので、ロールの強度が向上する。
【００１４】
請求項４の発明の洗浄装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載されたロールと、前記ロールを回転駆動する駆動手段と、外部から圧縮流体を流入させることにより負圧を発生させ、前記負圧により前記ロールから液体を吸引する吸引装置を有する洗浄装置で、圧縮流体を流入することにより負圧が発生する吸引装置は、電気を用いて機械的に負圧を発生させる真空ポンプに比べて安価である。その為、コストを抑えて、洗浄装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の洗浄装置が有する液体の吸引装置は、真空ポンプに比べて、吸引力は弱いものの、本発明のロールは、吸引漏れを防ぎ、低い負圧でも液体を吸引することができる構造となっている。その為、洗浄装置は、確実にロールから液体を吸引することができる。
【００１６】
液体の吸引装置は、圧縮流体が流入する流通管の管路がテーパー状に形成されている。テーパー状に形成された管路に流入した圧縮流体の位置エネルギー、運動エネルギー、及び圧力エネルギーの総和は、管路の任意のどの位置においても常に一定であるというエネルギー保存の法則が成り立つ。前記の如くの管路におけるエネルギー保存の法則は、一般的にはベルヌーイの定理と呼ばれている。圧縮流体の位置エネルギーは、管路を横同一方向に通過するのみであることから、管路のどの位置においても同一である。また、圧縮流体の運動エネルギーは、管路の断面積が最も小さい絞り部で流速が最も速くなることから最大となり、管路の断面積が最も大きくなる開放部で流速が最も遅くなることから最小となる。その為、圧力エネルギーは、運動エネルギーが最大となる絞り部で最小となり、運動エネルギーが最小となる開放部で最大となる。テーパー状に形成された管路の絞り部で圧力エネルギーは最小となることから、絞り部の近傍は大気に比べて圧力が小さくなり、すなわち負圧が発生することになる。従って、吸引装置に圧縮流体を流入させると、負圧が発生し、ロールから液体が吸引されるのである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明のロールは、吸引漏れを防ぎ、ロール部から確実に液体を吸引すると共に、低い負圧で吸引することができる。
【００１８】
請求項２の発明のロールは、吸引漏れを防ぎ、より低い負圧で効率よく確実にロール部から液体を吸引することができる。
【００１９】
請求項３の発明のロールは、低い負圧で確実に液体をロール部から吸引することができると共に、ロールの強度を向上させることができる。
【００２０】
請求項４の発明の洗浄装置は、確実にロールから液体を吸引すると共に、コストを抑えて安価にて提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のロールの正面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】（ａ）ロール片の平面図、（ｂ）本体部のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）台座の正面図、（ｂ）プレートを前面側から見た斜視図、（ｃ）止め金具を前面側から見た斜視図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明のロールが搭載された洗浄装置の説明図である。
【図７】吸引装置の内部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
図１から図５を用いて、実施例１のロールについて説明する。
【００２４】
図１、及び図２において、ロール１は、台座３、止め金具５、プレート６、及び複数のロール片４からなるロール部２より構成されている。台座３は、鉄、ＳＵＳ、アルミニウム等の金属材料からなり、外周にロール部２が形成されてあると共に、開口部１０を有する本体部７、及び本体部７の一方の端部に連接され中空部１１を有する継ぎ手部Ａ８、及び本体部７の他方の端部に連接される中実状の継ぎ手部Ｂ９から形成されている。ロール部２は、複数のロール片４が台座３を構成する本体部７の外周に積層されると共に、重ね合わされて形成されてあり、両側から止め金具５、及びプレート６にて挟み付けられて形成されてある。止め金具５は、ネジ止めのロックナットが使用されている。なお、本実施例では、継ぎ手部Ａ８が中空状、継ぎ手部Ｂ９が中実状としたが、継ぎ手部Ａ８、継ぎ手部Ｂ９が共に中空状であっても構わない。
【００２５】
図２、図３（ｂ）、図４（ａ）、及び図５において、台座３を構成する本体部７の外周には、等分２箇所に溝部２１が形成されてあると共に、複数の円形の孔部１４が千鳥状に開設されている。孔部１４は、本体部７の有する開口部１０に連通すると共に、ロール片４側の端部には流体導入部２０が漏斗状に形成されてある。また、継ぎ手部Ａ８は、中空部１１が設けられてあると共に、一方の端部には、ロータリージョイント（図示せず）が接続されるネジ部Ａ１２が形成されてあり、他方は本体部７の端部に、溶接による接合部１５を介して連接されている。継ぎ手部Ｂ９は中実状で、一方の端部が本体部７の端部に、溶接による接合部１５を介して連接されている。
【００２６】
また、本体部７と継ぎ手部Ａ８の接合部１５の近傍には、傾斜面を有して徐変部１３が形成されている。従って、本体部７と継ぎ手部Ａ８の接合部１５の近傍は、開口部１０の開口面積が、本体部７の略中央部の開口面積より小さくなる。徐変部１３が形成されていることから、ロール１を液体の吸引装置と接続すると、ロール部２に吸収された液体は、吸引力により、２点鎖線矢印の如く孔部１４を介して開口部１０に流れ込み、接合部１５の近傍で滞留することなく中空部１１を通過してロール１の外部に排出される。
【００２７】
ロール部２の両端部に固定されるプレート６、及び止め金具５は鉄、ＳＵＳ、アルミニウム等の金属材料からなり、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）の如く概円環状に形成されてあり、止め金具５の内周に形成されたネジ部Ｃ２３は、継ぎ手部Ａ８、継ぎ手部Ｂ９の外周に形成されたネジ部Ｂ２２に嵌合され、固定される。
【００２８】
図３（ａ）において、ロール片４は、中心部に穴部１７、外周に側縁部１８が形成された概円環状の不織布１６からなる。ロール片４の内周等分２箇所には、凸部１９が設けられてあり、凸部１９は本体部７の外周等分２箇所に形成された溝部２１に、図５の如く嵌合挿入され、ロール１が回転する際の回り止めとなる。なお、ロール部２は、ロール１に使用する総数のロール片４より形成される。また、特に図示しないが、台座３にたいするロール片４の回転ズレを防止する他の方法として、ロール片４の内周に凹状の溝を形成すると共に、台座３を構成する本体部７の長手方向の外周に凸状のキーを装着して、前記凹状の溝を凸状のキーに嵌合挿入することにより、ロール片４を、本体部７の外周に積層してもよい。
【００２９】
また、図３（ａ）、及び図３（ｂ）に示すように、ロール片４の内径Ｄ１は、本体部７の外径Ｄ２より小さく設定されている。ロール片４は、不織布１６にて形成されていることから、不織布１６を構成する繊維間に隙間があり、伸縮性を有している為、内径Ｄ１を本体部７の外径Ｄ２より小さくしても、本体部７の外周に積層することができるのである。なお、Ｄ１はＤ２の９９．９〜９５．０％程度に設定されるのが望ましい。９９．９％より大きいと、ロール片４の内周と本体部７の外周に隙間が生じやすくなり、９５．０％より小さいと、ロール片４を本体部７の外周に積層し難くなり、ロール１製作の際の作業性が悪くなる。なお、ロール片４の内周と本体部７の外周に隙間が生じ難く、且つロール１製作の際の作業性を考慮した場合、より好ましくはＤ１をＤ２の９９．５〜９７．０％程度に設定するのがよい。
【００３０】
次に、ロール１の製作方法について説明する。
【００３１】
最初に、外周に孔部１４、溝部２１が形成され、開口部１０を有する略円筒形状の本体部７を用意する。次いで、徐変部１３が形成された中空部１１を有する中空状の継ぎ手部Ａ８、及び中実状の継ぎ手部Ｂ９を、本体部７の両方の端部に挿入し、圧入、あるいは焼きバメすると共に、溶接による接合部１５を介して本体部７と継ぎ手部Ａ８、及び継ぎ手部Ｂ９を一体化し、台座３を形成する。本体部７と継ぎ手部Ａ８、及び継ぎ手部Ｂ９の連接方法は、台座３の強度が保持されるのであれば、ネジ止め、ボルト締め等の方法であっても構わない。
【００３２】
次に、複数本の繊維を有する平板状の不織布１６を用意し、不織布１６をトムソン型、あるいはレーザーカッター等を用いて、２箇所の凸部１９が形成されると共に、穴部１７、及び側縁部１８を有する概円環状のロール片４に打ち抜く。次いで、ロール片４を複数枚重ね合わせて、穴部１７を台座３にたいして貫通させ、凸部１９を、本体部７の外周等分２箇所に形成された溝部２１に嵌合挿入して積層する。そして、台座３の長手方向からプレス機にて所定長さだけ圧縮させた後、止め金具５、及びプレート６にて複数のロール片４を挟み付けて固定する。その際、止め金具５の内周に形成されたネジ部Ｃ２３を、継ぎ手部Ａ８、及び継ぎ手部Ｂ９の外周に形成されたネジ部Ｂ２２に嵌合し、固定する。次に、所定時間放置することにより、重ね合わせた複数のロール片４の内部応力を均一化させ、側縁部１８を切削加工及び研磨加工し、台座３を構成する本体部７の外周にロール部２を形成してロール１が製作される。
【００３３】
ロール部２の表面部の硬度は、４０°〜９５°程度に設定されるのが望ましい。硬度が４０°未満の場合、硬度が低すぎて、被洗浄面の端面が繰り返しロール部２に当接すると、早期にロール部２が摩耗する。また、硬度が９５°を超えると、硬度が高すぎて、ロール１の弾力性が劣り、効果的にダム機能、及び吸排機能を発揮することが難しくなる。なお、硬度とは物質の硬さを表わし、ＪＩＳＫ６２５３加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法に記載のデュロメータ硬さ試験により測定した硬度である。
【００３４】
孔部１４の直径については、特に限定されるものではないが、例えば、孔部１４の直径は１〜８ｍｍ程度に設定されるのが望ましい。孔部１４の直径が１ｍｍ未満の場合、径が小さすぎて効率よく液体を開口部１０に流出することができず、８ｍｍを超える場合、径が大きすぎて一孔あたりの液体を吸引する力が弱くなる。また、流体導入部２０は、孔部１４にたいして３０°〜６０°の角度をなして漏斗状に形成されるのが望ましい。３０°未満の場合、直孔に近くなり、ロール部２から効率よく確実に液体を吸引するのが難しくなり、６０°を超える場合、本体部７の外周と略平行に近くなり、やはりロール部２から効率よく確実に液体を吸引するのが難しくなる。
【００３５】
次に、ロール片４を構成する不織布１６の製造方法について、いくつか述べる。
【００３６】
第１の方法は、複数本の繊維を、平板状に集積させて布状体を形成し、前記布状体を複数枚、重ね合わせた後、特殊な針を突き刺して、３次元に絡合された不織布１６を得る。前記の製造方法は、一般的には、ニードルパンチングと呼ばれている。また、布状体はウエッブと呼ばれている。得られた不織布１６は、ポリウレタン溶液中に含浸され、不織布１６にポリウレタンを充填させる。次いで、ポリウレタンを充填させた不織布１６を、水中に浸漬させると共に、水中に二酸化炭素を注入し、炭酸発泡させることにより、不織布１６、及び極微細な気泡を有する多孔質化されたポリウレタンよりなる平板状の二重構造体を形成する。なお、不織布１６を形成する繊維には、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、別名ウレタン弾性糸とも呼ばれるスパンデックス繊維等が単独使用、あるいは併用される。
【００３７】
第２の方法は、複数本の繊維を、平板状に集積させて布状体となるウエッブを形成し、ニードルパンチングにより３次元に絡合された不織布１６を得る。得られた不織布１６にたいして、架橋剤を配合した高分子弾性体をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて付着させ、加熱することにより不織布１６を形成する繊維の間を結合させるもので、前記の製造方法により得られた不織布１６は、一般的にケミカルボンド法不織布と呼ばれている。なお、不織布１６を形成する繊維には、綿、レーヨン、セルロース等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成繊維が単独使用、あるいは併用される。また、高分子弾性体には、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が単独使用、あるいは併用される。また、架橋剤は、前記高分子弾性体の分子間に橋架け構造を形成し、一段と優れた弾力性を高分子弾性体に付与する目的で配合されるものであり、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン等のメラミン樹脂、ブロックイソシアネート等のイソシアネート樹脂、脂肪族エポキシ等のエポキシ樹脂を単独、あるいは併用して用いることができる。
【００３８】
第３の方法は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂を溶融紡糸すると共に、得られた合成繊維にたいして１００〜１５０ｋｇｆ程度の高圧水流を噴射することにより、繊維を絡合させる。次いで、架橋剤を配合した高分子弾性体をスプレー、浸漬、含浸等の方法を用いて繊維に付着させ、加熱することにより不織布１６を形成するもので、前記の製造方法により得られた不織布１６は、一般的に水流絡合法不織布と呼ばれている。
【００３９】
上記に示した不織布１６の製造方法は代表的な例であり、上記以外にも、例えば、熱溶融した合成樹脂を連続的に紡糸して繊維を形成し、繊維を延伸しながら捕集ネット上に集積して熱ロールで加圧することにより繊維を結合して不織布１６を形成するスパンボンド法、熱溶融した合成樹脂を紡糸口から吐出する際、高温エアーで紡出し、捕集ネット上で加熱された繊維を結合させて不織布１６を形成するメルトブロー法、塩化メチレン、フロン等の低沸点溶剤中に合成樹脂を溶解し、紡糸口から加熱、加圧状態で繊維を紡糸すると同時に、前記低沸点溶剤を揮発させ、繊維を捕集ネット上に集積し、熱ロールで加圧して繊維を結合して不織布１６を形成するフラッシュ紡糸法、融点の異なる複数の合成樹脂を溶融して融点の高い方の合成樹脂を紡糸して繊維を形成し、溶融された融点の低い方の合成樹脂をバインダーとして繊維を接着させて不織布１６を形成するファイバーボンド法やサーマルボンド法等により製造された不織布１６を用いても構わない。なお、不織布１６は、ロール１に形成された場合、被洗浄面の繰り返しの当接に強く、繊維がほつれ難く、織布、編物等の他の布帛をロール１に用いた場合に比べて、ロール１の耐久性の向上につながる。
【００４０】
ロール片４に用いられる不織布１６の選択については、ロール１が使用される雰囲気温度、除去対象となる液体の性状等の使用条件、コスト等を考慮して、適宜、決定されるものである。
【００４１】
上記の如く構成されたロール１の動作、作用は下記の通りである。
【００４２】
ロール１はロール部２、台座３、止め金具５、及びプレート６を有し、台座３は開口部１０が形成された本体部７、及び本体部７の両端に連接される継ぎ手部Ａ８及び継ぎ手部Ｂ９を有し、継ぎ手部Ａ８は中空部１１が形成され、中空部１１は開口部１０と連通されてあり、本体部７の外周には開口部１０に連通する孔部１４が開設されてあると共に、ロール部２が形成され、ロール部２は不織布１６からなる概円環状の複数のロール片４が積層されると共に、両端部は止め金具５、及びプレート６にて固定され、ロール片４の内径Ｄ１は本体部７の外径Ｄ２より小さく形成されてあることから、ロール片４の内周と本体部７の外周との密着性が増し、ロール１の気密性が向上する。ロール１を液体の吸引装置と接続すると、吸引漏れを防ぐことができ、ロール部２に吸収された液体は、吸引力により、図２の２点鎖線矢印の如く、孔部１４を介して開口部１０、中空部１１の順に通過してロール１の外部に排出される。その為、ロール部２から確実に液体が吸引されると共に、低い負圧で液体を吸引することができる。
【００４３】
止め金具５はネジ止めのロックナットにて台座３に締結されてあり、ロール部２の端部とプレート６、及び止め金具５との密着性が増し、ロール１の気密性が一層向上する。その為、ロール１を液体の吸引装置と接続すると、吸引漏れを防ぐことができ、より低い負圧で効率よく確実に液体を吸引することができる。
【００４４】
孔部１４の先端に漏斗状の流体導入部２０が形成されてあることから、ロール１を液体の吸引装置と接続すると、流体導入部２０が形成されていない直孔に比べて、吸引力をロール部２の外周において、図５に示す２点鎖線の如く、略円錐状にて均一に作用させることができる。その為、直孔に比べて、本体部７の外周に形成される孔部１４の数、あるいは開設面積を減らすことができるので、低い負圧で確実に液体をロール部２から吸引することができる。
【００４５】
また、孔部１４に流体導入部２０が形成されていることから、ロール１にたいする外部からの応力を分散させることできるので、ロール１の強度が向上する。
【実施例２】
【００４６】
図６、及び図７を用いて、実施例２の洗浄装置について説明する。なお、構成の説明を容易にする為に、各部品の軸受け部や、支持部品の図示、説明は省略することとする。また、ロールは、鋼板に付着した油分除去用として用いられるものとする。
【００４７】
図６において、ロール３１ａ、３１ｂは、洗浄装置３０に上下一対で設置され、上部に位置するロール３１ａの台座３３の両端部、すなわち継ぎ手部Ａ３８、及び継ぎ手部Ｂ３９に一定の圧力が加えられ、駆動手段３４により矢印の方向に回転駆動し、上部のロール３１ａと下部のロール３１ｂの間を、両面に油分（図示せず）が付着したピース状の鋼板４３が白抜き矢印の方向に送出されている。また、継ぎ手部Ａ３８の端部にはロータリージョイント３７が挿入されると共に、配管Ａ３５、及びＴ字状の配管継ぎ手Ａ４４を介して吸引装置４０に連接されている。上部に位置するロール３１ａは鋼板４３の表面から油分を除去し、下部に位置するロール３１ｂは鋼板４３の裏面から油分を除去する。油分が付着した鋼板４３は、ロール部３２と接触し、ロール部３２を構成する不織布の有する繊維の毛細管現象により、油分がロール部３２に吸い上げられると共に、ロール部３２の空隙に放出される。なお、ロール３１ａ、３１ｂは、上記に示した実施例１のロール１と同一である。
【００４８】
上記の如くのロール３１ａ、３１ｂの状態において、吸引装置４０の流通管４１に連接される配管継ぎ手Ｂ４５に向かって配管Ｂ３６から圧縮流体を流入させ、吸引装置４０に吸引力を作用させると、ロール部３２に負圧が付加され、ロール部３２に吸収された油分は、孔部を通り、開口部に流れ込み、継ぎ手部Ａ３８に形成された中空部から配管Ａ３５を通り、配管継ぎ手Ａ４４から流通管４１に流れ、液体容器４２に吸引される。従って、ロール部３２の吸液飽和状態が解消され、吸排機能が持続する為、ロール３１ａ、３１ｂは長期間に亘って、鋼板４３に付着した油分を、確実に除去することができる。
【００４９】
次に、図７を用いて、本発明の洗浄装置３０が有する吸引装置４０の吸引の仕組みについて説明する。
【００５０】
吸引装置４０は、圧縮流体Ｂが配管継ぎ手Ｂ４５を介して流入する流通管４１の管路４７がテーパー状に形成されている。テーパー状に形成された管路４７に流入した圧縮流体Ｂの位置エネルギー、運動エネルギー、及び圧力エネルギーの総和は、管路４７の任意のどの位置においても常に一定であるというエネルギー保存の法則が成り立つ。前記の如くの管路４７におけるエネルギー保存の法則は、一般的にはベルヌーイの定理と呼ばれている。圧縮流体Ｂの位置エネルギーは、管路４７を横同一方向に通過するのみであることから、管路４７のどの位置においても同一である。また、圧縮流体Ｂの運動エネルギーは、管路の断面積が最も小さい絞り部４８で流速が最も速くなることから最大となり、管路４７の断面積が最も大きくなる開放部４９で流速が最も遅くなることから最小となる。その為、圧力エネルギーは、運動エネルギーが最大となる絞り部４８で最小となり、運動エネルギーが最小となる開放部４９で最大となる。テーパー状に形成された管路４７の絞り部４８で圧力エネルギーは最小となることから、絞り部４８の近傍は大気に比べて圧力が小さくなり、すなわち負圧が発生することになる。従って、吸引装置４０に圧縮流体Ｂを流入させると、負圧が発生し、ロール３１ａ、３１ｂから油分Ｃが配管継ぎ手Ａ４４から管路４７に吸引されるのである。
【００５１】
管路４７に吸引された油分Ｃは、圧縮流体Ｂと共に、２点鎖線矢印の如く、壁体５０に当たり、液体容器４２の内部に排出され、液体容器４２の内部に溜まり、圧縮流体Ｂは液体容器４２の中で油分Ｃと分離し、管路４７を通り、流通管４１の他方の端部に形成された排気口４６から外部に放出される。液体容器４２に溜まった油分Ｃは、液体容器４２の内部が満杯になると、洗浄装置に設けられた図示しない液体タンクに戻される。
【００５２】
上記の如く構成された洗浄装置３０の動作、作用は下記の通りである。
【００５３】
洗浄装置３０は、ロール３１ａ、３１ｂと、ロール３１ａ、３１ｂを回転駆動する駆動手段３４と、外部から圧縮流体Ｂを流入させることにより負圧を発生させ、負圧によりロール３１ａ、３１ｂから油分Ｃを吸引する吸引装置４０を有する洗浄装置３０で、圧縮流体Ｂを流入することにより負圧が発生する吸引装置４０は、電気を用いて機械的に負圧を発生させる真空ポンプに比べて安価である。その為、コストを抑えて、洗浄装置３０を提供することができる。
【００５４】
また、本発明の洗浄装置３０が有する油分Ｃの吸引装置４０は、真空ポンプに比べて、吸引力は弱いものの、本発明のロール３１ａ、３１ｂは、吸引漏れを防ぎ、低い負圧でも油分Ｃを吸引することができる構造となっている。その為、洗浄装置３０は、確実にロール３１ａ、３１ｂから油分Ｃを吸引することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のロールは、主に、鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する目的以外にも、高い液体の除去性能を必要とするロールとして、広く好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１、３１ａ、３１ｂ ロール
２、３２ ロール部
３、３３ 台座
４ ロール片
５ 止め金具
６ プレート
７ 本体部
８、３８ 継ぎ手部Ａ
９、３９ 継ぎ手部Ｂ
１０ 開口部
１１ 中空部
１２ ネジ部Ａ
１３ 徐変部
１４ 孔部
１５ 接合部
１６ 不織布
１７ 穴部
１８ 側縁部
１９ 凸部
２０ 流体導入部
２１ 溝部
２２ ネジ部Ｂ
２３ ネジ部Ｃ
３０ 洗浄装置
３４ 駆動手段
３５ 配管Ａ
３６ 配管Ｂ
３７ ロータリージョイント
４０ 吸引装置
４１ 流通管
４２ 液体容器
４３ 鋼板
４４ 配管継ぎ手Ａ
４５ 配管継ぎ手Ｂ
４６ 排気口
４７ 管路
４８ 絞り部
４９ 開放部
５０ 壁体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールはロール部、台座、及び止め金具を有し、前記台座は開口部が形成された本体部、及び前記本体部の両端に連接される継ぎ手部Ａ及び継ぎ手部Ｂを有し、前記継ぎ手部Ａ及び／又は前記継ぎ手部Ｂは中空部が形成され、前記中空部は前記開口部と連通されてあり、前記本体部の外周には前記開口部に連通する孔部が開設されてあると共に、前記ロール部が形成され、前記ロール部は不織布からなる概円環状の複数のロール片が積層されると共に、少なくとも一方の端部は前記止め金具にて固定され、前記ロール片の内径は前記本体部の外径より小にて形成されてあることを特徴とするロール。
【請求項２】
請求項１記載の構成よりなるロールにおいて、台座の少なくとも一方の端部にはネジ部が形成されてあると共に、前記ネジ部にたいして止め金具はネジ止めにて前記台座に締結されてあることを特徴とするロール。
【請求項３】
請求項１から２記載の構成よりなるロールにおいて、孔部に流体導入部が形成されてあることを特徴とするロール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載されたロールと、前記ロールを回転駆動する駆動手段と、外部から圧縮流体を流入させることにより負圧を発生させ、前記負圧により前記ロールから液体を吸引する吸引装置を有する洗浄装置。
【請求項１】
鋼板、非鉄金属板、樹脂板、あるいはフィルム状の被洗浄面に付着した水分、油分、あるいは薬品成分等の液体を除去、搾取、洗浄する為のロールにおいて、前記ロールはロール部、台座、及び止め金具を有し、前記台座は開口部が形成された本体部、及び前記本体部の両端に連接される継ぎ手部Ａ及び継ぎ手部Ｂを有し、前記継ぎ手部Ａ及び／又は前記継ぎ手部Ｂは中空部が形成され、前記中空部は前記開口部と連通されてあり、前記本体部の外周には前記開口部に連通する孔部が開設されてあると共に、前記ロール部が形成され、前記ロール部は不織布からなる概円環状の複数のロール片が積層されると共に、少なくとも一方の端部は前記止め金具にて固定され、前記ロール片の内径は前記本体部の外径より小にて形成されてあることを特徴とするロール。
【請求項２】
請求項１記載の構成よりなるロールにおいて、台座の少なくとも一方の端部にはネジ部が形成されてあると共に、前記ネジ部にたいして止め金具はネジ止めにて前記台座に締結されてあることを特徴とするロール。
【請求項３】
請求項１から２記載の構成よりなるロールにおいて、孔部に流体導入部が形成されてあることを特徴とするロール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載されたロールと、前記ロールを回転駆動する駆動手段と、外部から圧縮流体を流入させることにより負圧を発生させ、前記負圧により前記ロールから液体を吸引する吸引装置を有する洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２４０２９７（Ｐ２０１１−２４０２９７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１６８３１（Ｐ２０１０−１１６８３１）
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（３９１０４４７９７）株式会社コーワ (283)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（３９１０４４７９７）株式会社コーワ (283)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]