JP2004041931A

JP2004041931A - 塗工用ロッド

Info

Publication number: JP2004041931A
Application number: JP2002203199A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Saito; 斉藤　光生; Shigetoshi Nakamura; 中村　滋利
Original assignee: OSG Corp
Current assignee: OSG Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】優れた耐久性が得られるとともに塗工むらが少ない良好な塗工品質が得られるようにする。
【解決手段】ステンレス鋼１６にて構成されている塗工用ロッド１０の表層部に窒化処理によって硬化層１８が設けられているため、硬質クロムメッキに比較して塗工用ロッド１０の表面形状、すなわちねじ山１２や凹所１４の寸法精度が良好に維持され、凹所１４による塗工剤の保持性能が安定して、塗膜厚さのばらつきに起因する塗工むらが抑制されて塗工品質が向上する。また、窒化処理によるビッカース硬さは１０８０〜１２１０ＨＶ程度であるのに対し、硬質クロムメッキは８００〜９００ＨＶ程度であるため、耐摩耗性（耐久性）が更に向上し、優れた寸法精度が得られることと相まって工具寿命が一層長くなるとともに、硬質クロムメッキに比較して電解液の処理などが不要で、環境的にも有利である。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗工用ロッドに係り、特に、優れた耐久性が得られるとともに塗工むらが少ない良好な塗工品質が得られる塗工用ロッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
円柱形状の外周部に軸方向に対して交差するように多数の凸条が一体に設けられ、被塗工部材の表面近傍に略平行に配設されて軸心まわりに回転させられるとともに、その被塗工部材の表面に沿って相対移動させられることにより、その被塗工部材の表面に所定の塗工剤を塗布する塗工用ロッドが知られている。実公平４−４０７６７号公報に記載されている塗工用ロッドはその一例で、多数の凸条として、転造加工により螺旋状のねじ山が設けられている。
【０００３】
図３は、上記塗工用ロッドの使用態様の一例を説明する図で、塗工用ロッド１００により合成樹脂製のフィルムやシート、或いは紙などの被塗工部材１０２の表面に所定の塗工剤１０４を塗布する場合であり、（ａ）　は、略水平に配設された送りローラ１０６の上方に略平行に塗工用ロッド１００が配設され、長手形状の被塗工部材１０２が送りローラ１０６によって図の右方向へ走行させられるとともに、その送り速度に応じて定められた一定の回転速度で塗工用ロッド１００が矢印で示すように送り方向へ回転させられることにより、被塗工部材１０２の上面に供給された塗工剤１０４を定量送りして被塗工部材１０２の表面に塗布し、所定厚さの塗膜１０８を形成する。また、（ｂ）　は、複数の送りローラ１１０によって塗工剤１０４が収容された容器１１２内を被塗工部材１０２が走行させられることにより、その被塗工部材１０２の表面に塗工剤１０４が付着させられる一方、その容器１１２の上方において被塗工部材１０２の表面に近接して略平行に配設された塗工用ロッド１００が矢印で示すように逆方向へ所定の回転速度で回転させられ、余分な塗工剤１０４が掻き落とされることにより、被塗工部材１０２の表面に塗膜１０８が所定の厚さで設けられる。
【０００４】
なお、図３（ａ）　についても、被塗工部材１０２の走行方向と逆向きに塗工用ロッド１００を回転させて、余分な塗工剤１０４の通過を阻止することにより、塗工剤１０４を略均一に塗布するようにしても良いなど、塗工用ロッド１００の使用態様は上記図３（ａ）　、（ｂ）　に限定されるものではない。
【０００５】
一方、図４は、塗工用ロッド１００の具体例で、多数の凸条として１条のねじ山１１４が設けられており、そのねじ山１１４の間の凹所（ねじ溝）１１６内に保持される塗工剤１０４の量によって、前記塗膜１０８の厚さが定められる。また、かかる塗工用ロッド１００は一般に、ステンレス鋼にて構成されている基材１１８の表面に硬質クロムメッキ１２０が設けられ、所定の耐摩耗性が得られるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記硬質クロムメッキ１２０は、一般に電気メッキ処理によって例えば数十μｍの膜厚で設けられるが、膜厚のばらつきが比較的大きく、硬質クロムメッキ１２０の膜厚を考慮して基材１１８の寸法を設定しても、塗工用ロッド１００の表面すなわちねじ山１１４や凹所１１６の寸法精度が損なわれ、塗膜１０８の厚さがばらついて塗工むらが生じることがあった。硬質クロムメッキ１２０の膜厚のばらつきは、特に径寸法が変化している凹所１１６の部分で大きく、凹所１１６の溝形状が変化して塗工剤１０４の保持性能に影響するのである。また、塗工用ロッド１００の長さが長くなる（例えば２ｍ以上）程、硬質クロムメッキ１２０の膜厚のばらつきは大きく（例えば５μｍ以上）なり、上記問題が顕著になる。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、優れた耐久性が得られるとともに塗工むらが少ない良好な塗工品質が得られるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、円柱形状の外周部に軸方向に対して交差するように多数の凸条が一体に設けられ、被塗工部材の表面近傍に略平行に配設されて軸心まわりに回転させられるとともに、その被塗工部材の表面に沿って相対移動させられることにより、その被塗工部材の表面に所定の塗工剤を塗布する塗工用ロッドであって、ステンレス鋼にて構成されているとともに、窒化処理が施されて表層部に硬化層が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
第２発明は、第１発明の塗工用ロッドにおいて、表面のビッカース硬さは９００〜１２５０ＨＶの範囲内で、前記硬化層の深さは２〜５０μｍの範囲内であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
このような塗工用ロッドにおいては、ステンレス鋼にて構成されている塗工用ロッドの表層部に窒化処理によって硬化層が設けられているため、硬質クロムメッキに比較して塗工用ロッドの表面形状、すなわち凸条等の寸法精度が良好に維持され、これは塗工用ロッドの長さ寸法が長い場合でも同様である。これにより、凸条間の凹所による塗工剤の保持性能が安定し、塗膜厚さのばらつきに起因する塗工むらが抑制されて塗工品質が向上する。また、窒化処理によるビッカース硬さは９００〜１２５０ＨＶ程度であるのに対し、硬質クロムメッキは８００〜９００ＨＶ程度であるため、耐摩耗性（耐久性）が更に向上し、優れた寸法精度が得られることと相まって工具寿命が一層長くなる。更に、硬質クロムメッキに比較して電解液の処理などが不要で、環境的にも有利である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の塗工用ロッドは、被塗工部材としての合成樹脂製のフィルムやシート、紙などの表面に所定の塗工剤を薄く塗布する場合に好適に用いられるが、このようなフィルムやシート、紙以外の被塗工部材に塗工剤を塗布する場合に用いることも可能である。塗工剤としては、例えば所定の流動性、粘性を有する液状物質が好適に用いられるが、粉状物などを塗工剤として塗布することもできる。
【００１２】
多数の凸条は、軸方向に多数設けられていることを意味するもので、軸方向に一定の間隔で設けられるが、１周毎に分離していても、或いは所定のねじれ角で捩じれたねじ山であっても良い。ねじ山は、一繋がりの１条ねじでも２以上の複数条のねじ山でも良い。凸条やその凸条間の凹所の形状は適宜定められる。
【００１３】
ステンレス鋼は、耐食性や耐摩耗性などを考慮して採用され、転造加工による凸条の成形が容易なＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼が好適に用いられるが、フェライト系、マルテンサイト系等の他のステンレス鋼を使用することも可能である。転造加工以外の切削加工などで凸条を形成することも可能である。
【００１４】
窒化処理方法としては、イオン窒化法やガス窒化法が好適に用いられるが、塩浴窒化法や粉末窒化法などの他の処理方法を採用することもできる。この窒化処理による表面のビッカース硬さは９００〜１２５０ＨＶの範囲内が適当で、特に１０００〜１２５０ＨＶ程度が望ましい。また、窒化処理による硬化層の深さは、２〜５０μｍの範囲内が望ましく、塗工品質の要求精度などを考慮して適宜定められる。すなわち、数μｍ程度の摩耗で要求精度が得られなくなる場合には、それ以上の深さまで硬化層を設ける必要はなく、要求精度が高い程硬化層の深さは浅くて良いのであり、窒化処理のための時間やコストが節減される。窒化処理による硬化層の深さ寸法のばらつきは一般に数μｍ（２〜３μｍ）程度であり、このばらつきを考慮して深さ寸法を設定することが望ましい。
【００１５】
本発明の塗工用ロッドは、例えば図３（ａ）　、（ｂ）　に示す態様で使用されるが、それ以外の態様で使用することも可能である。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である塗工用ロッド１０を示す図で、（ａ）　は軸心と直角な方向から見た正面図、（ｂ）　は軸心と平行な断面の外周部分の拡大図である。この塗工用ロッド１０は、円柱形状の外周部に凸条として螺旋状の１条のねじ山１２が設けられたもので、被塗工部材の表面近傍に略平行に配設されて軸心まわりに回転させられるとともに、被塗工部材の表面に沿って相対移動させられることにより、その被塗工部材の表面に所定の塗工剤を略均一に塗布するものである。ねじ山１２は、先端（外周面）が軸心と平行な円筒面を成しており、ねじ山１２の間の凹所（ねじ溝）１４は、底部が円弧状の略三角形状を成している。そして、例えば前記図３（ａ）　、（ｂ）　において前記塗工用ロッド１００の代わりに配設され、軸心まわりに回転させられることにより被塗工部材１０２の表面に所定の塗工剤１０４を所定の厚さで略均一に塗布するように使用される。
【００１７】
上記塗工用ロッド１０は、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼１６にて構成されており、そのステンレス鋼１６の棒材に例えば図２に示す転造加工装置２０によって転造加工を施すことにより、外周部にねじ山１２が設けられるとともに、その後に窒化処理が施されて表層部に硬化層１８が設けられている。転造加工装置２０は、一対の転造ダイス２２、２４で円柱形状のステンレス鋼棒材２６を両側から挟圧して転造加工を行うもので、ステンレス鋼棒材２６は支持部材２８によって支持されるようになっている。図２の（ａ）　は、ステンレス鋼棒材２６の軸心方向から見た正面図で、（ｂ）　は（ａ）　の右側面図である。転造ダイス２２、２４は、何れも前記ねじ山１２の間の凹所１４の形状に対応する断面形状の成形凸部３０が、ねじ山１２と略同じピッチで軸方向に離間して外周面に複数平行、すなわちリードが０の状態で設けられたもので、図２（ｂ）　に示すように成形凸部３０がステンレス鋼棒材２６の軸心に対して直角な方向からねじ山１２のリード角と同じ角度θだけ傾斜した姿勢で配設される。一対の転造ダイス２２、２４は、図２（ｂ）　の状態において互いに反対方向へ角度θで傾斜させられており、その状態で図２（ａ）　に矢印で示す方向へ回転駆動されることにより、ステンレス鋼棒材２６の外周面には傾斜角度θと同じリード角でねじ山１２が転造加工されるとともに、ステンレス鋼棒材２６は軸心まわりに回転しつつ図２（ｂ）　の左方向へリード送りされ、所定長さで切断されることにより前記塗工用ロッド１０が得られる。なお、一対の転造ダイス２２、２４の何れか一方は、成形凸部３０が無い円筒面のものを用いるようにしても良い。
【００１８】
また、前記窒化処理は、窒素（Ｎ_２）および水素（Ｈ_２）の混合ガス雰囲気中で塗工用ロッド１０を陰極としてグロー放電させることにより、窒素ガスをイオン化して塗工用ロッド１０の表層部を窒化させるイオン窒化法で、本実施例では５３０℃で３時間処理を行った。この場合の塗工用ロッド１０の表面のビッカース硬さは１０８０〜１２１０ＨＶ０．０２５程度で、硬化層１８の深さは３５〜４５μｍ程度であった。
【００１９】
このように本実施例の塗工用ロッド１０は、ステンレス鋼１６にて構成されている塗工用ロッド１０の表層部に窒化処理によって硬化層１８が設けられているため、硬質クロムメッキに比較して塗工用ロッド１０の表面形状、すなわちねじ山１２や凹所１４の寸法精度が良好に維持され、これは塗工用ロッド１０の長さ寸法が長い場合（例えば２ｍ以上）でも同様である。これにより、凹所１４による塗工剤の保持性能が安定し、塗膜厚さのばらつきに起因する塗工むらが抑制されて塗工品質が向上する。
【００２０】
また、窒化処理によるビッカース硬さは１０８０〜１２１０ＨＶ０．０２５程度であるのに対し、硬質クロムメッキは８００〜９００ＨＶ０．０２５程度であるため、耐摩耗性（耐久性）が更に向上し、優れた寸法精度が得られることと相まって工具寿命が一層長くなるとともに、硬質クロムメッキに比較して電解液の処理などが不要で、環境的にも有利である。
【００２１】
ここで、本実施例の塗工用ロッド１０と、図４の塗工用ロッド１００のように硬質クロムメッキを施した比較品１、窒化処理も硬質クロムメッキも施さない硬化処理無しの比較品２を用いて、同じ塗工処理を行って一定の摩耗量に達するまでの耐久性を調べたところ、本発明品は３０日であったのに対し、比較品１は１５日、比較品２は３日であった。なお、比較品１の表面のビッカース硬さは８００〜９００ＨＶ０．０２５（６７ＨＲＣ程度）で、比較品２の表面硬さは２３ＨＲＣ程度である。
【００２２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である塗工用ロッドを示す図で、（ａ）　は軸心と直角な方向から見た正面図、（ｂ）　は軸心と平行な断面の拡大図である。
【図２】図１の塗工用ロッドを好適に製造できる転造加工装置を説明する概略図で、（ａ）　は正面図、（ｂ）　は（ａ）　の右側面図である。
【図３】（ａ）　、（ｂ）　共に塗工用ロッドを用いて塗工剤を塗布する装置の一例を説明する概略図である。
【図４】従来の塗工用ロッドの一例を示す図で、（ａ）　は軸心と直角な方向から見た正面図、（ｂ）　は軸心と平行な断面の拡大図である。
【符号の説明】
１０：塗工用ロッド　　１２：ねじ山（凸条）　　１６：ステンレス鋼　　１８：硬化層

Claims

円柱形状の外周部に軸方向に対して交差するように多数の凸条が一体に設けられ、被塗工部材の表面近傍に略平行に配設されて軸心まわりに回転させられるとともに、該被塗工部材の表面に沿って相対移動させられることにより、該被塗工部材の表面に所定の塗工剤を塗布する塗工用ロッドであって、
ステンレス鋼にて構成されているとともに、窒化処理が施されて表層部に硬化層が設けられている
ことを特徴とする塗工用ロッド。
表面のビッカース硬さは９００〜１２５０ＨＶの範囲内で、前記硬化層の深さは２〜５０μｍの範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載の塗工用ロッド。