炭素繊維複合材料

カーボンロール

概要

カーボンロールは、印刷分野、フィルム分野、紙分野、液晶分野など幅広い分野で用いられていますが、近年、各製造装置の大型化(幅広化)、高速化が進むにつれて、益々カーボンロールの需要が伸びています。当社は、 PAN系およびピッチ系の炭素繊維を最適に組み合わせることにより、お客様のニーズに合わせた設計をご提案いたします。

特長

1.軽量化 ・・・ 安全性向上
ロール交換時の作業性が大幅に向上し、安全性向上に貢献。
2.低慣性化 ・・・ ランニングコスト削減
薄物、低張力で安定した搬送性を実現し、駆動エネルギーの低減がコストダウンを実現。
3.低たわみ ・・・ 製品品質向上
基材の搬送安定化により、製品の品質向上
4.高速回転 ・・・ 生産性向上
高い回転制御を維持しながら、危険回転数のアップ

設計

カーボンロールは、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic:炭素繊維強化プラスチック)で作られています。CFRPは材料強度を発揮する炭素繊維と母材となる樹脂(エポキシ樹脂)で構成される複合材料です。
カーボンロールの構造は、等荷重分布に対して曲げモーメントの大きい長手方向に弾性率の高い炭素繊維を配向し、たわみを小さくするように設計されています。
当社は、長年の経験と多くの実績をベースにした技術力と有限要素法を駆使した解析力により、最適設計を可能にしています。

製作範囲

お客様のご要望を聞き、下記の範囲内で、最適なものをご提案いたします。

項目 対応範囲
サイズ(ゴム除き) 外径 30~350mmΦ
長さ ~9,000mmL
肉厚 2~20mmt
表面処理 ゴム NBR、CR、シリコン、ウレタン、など
金属 ハードクロムメッキ
形状 軸付(SUS,鉄)/ベアリング内蔵型/軸無し
軸弾性率 ~30,000kgf/mm2

商品性能

ロールシェルの素材比較

これまで、ロールシェルの材質は剛性を必要とするものはスチール、軽量化を図るものについてはアルミが一般的でした。カーボンロールは高い剛性から低い剛性まで設計の自由度が大きく、また、剛性によらず軽量であることからロールシェル材料として広く用いられています。

金属ロールとカーボンロールの比較例

カーボンロールは、設計により性能が変わります。
一例として、同一サイズで剛性を合わせた場合の金属ロールとカーボンロールの性能比較を以下に示します。

スチール/アルミロールとの性能比較(φ100×1700Lで同一剛性)

項目 スチール カーボンロール アルミ カーボンロール
外径 mmΦ 100 100
面長 mm 1700 1700
シェル厚み mm 7.0 7.5 7.0 5.0
シェル重量(金属比) kg 27.3(100) 6.3(23) 9.4(100) 4.0(43)
自重たわみ mm 0.038 0.009 0.038 0.016
慣性モーメント(金属比) 105N/mm2 24(100) 3.6(44) 8.2(100) 5.4(23)
危険回転数 rpm 5,500 8,700 5,500 12,400

用途例

当社製カーボンロールは、印刷分野、フィルム分野、紙分野、液晶分野など幅広い分野で実績があります。

1.印刷分野
新聞輪転機用ゴムロールでは、全国の新聞社に採用され、生産過程における作業負荷の低減、生産性の向上に大きく貢献しています。
2.フィルム分野
光学・高機能・薄膜フィルム各製造ラインでは、低慣性、低たわみの特長を活かしてガイドロール、ニップロールに実績があります。フィルムスリッター・ワインダーラインでは、低慣性、低たわみに加えて高速回転性を活かしてタッチロールに実績があります。
3.紙分野
紙おむつの生産ラインでは、低慣性を活かして紙おむつのような軽いものも搬送することができます。
4.液晶分野
低たわみを活用した基材の搬送安定化により、生産性向上に大きく貢献しています。

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