JP2009155713A - コーティング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチックからなる基材に形成される金属層の機能性を確保すると共に金属層の性質をより幅広く実現可能とする。
【解決手段】プラスチックからなる板状の基材Ｙの少なくとも一方側の面に金属層Ｘ１を形成するコーティング方法であって、上記金属層Ｘ１の原料粉末Ｘを圧延処理によって上記基材Ｙの少なくとも一方側の面に圧着する工程を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチックからなる基材に対して金属層を形成するコーティング方法に関するものである。

従来から、プラスチックからなる基材の保護や新たな機能の追加のために、基材に対して金属からなるコーティング層を形成する場合がある。
例えば、プラスチックからなる基材の耐摩耗性を向上させるために、基材の表面にクロムを含む金属層を形成する場合がある。また、プラスチックからなる基材に対して触媒作用を追加するために、基材の表面にプラチナを含む金属層を形成する場合がある。
そして、このような金属層を形成する方法としては、金属層からなるシートや金属層の原料粉末を接着剤によって基材に貼り付ける方法が用いられている。
特許第３８０７９９１号公報 特許第３７０７２１６号公報 特許第３７８３４７２号公報 特許第３７３７７５１号公報 特許第２７４０９４３号公報

しかしながら、接着剤を用いて、金属層からなるシートや金属層の原料粉末を基材に対して貼り付けた場合には、接着剤の成分が金属層と基材の間、あるいは金属層に残ることとなり、金属層が所望の機能性を発揮できない場合がある。
また、接着剤と基材との相性及び接着剤と金属層との相性を考慮する必要があるため、基材として用いることができるプラスチック材料や金属層の形成材料が限定されてしまう。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、プラスチックからなる基材に形成される金属層の機能性を確保すると共に金属層の性質をより幅広く実現可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、プラスチックからなる板状の基材の少なくとも一方側の面に金属層を形成するコーティング方法であって、上記金属層の原料粉末を圧延処理によって上記基材の少なくとも一方側の面に圧着する工程を有することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明のコーティング方法によれば、金属層の原料粉末が基材に対して圧着される工程を含んで金属層が形成される。つまり、接着剤を用いることなく金属層の原料粉末が基材に対して固着される。

また、本発明においては、上記原料粉末は、上記金属層の粉末であるという構成を採用する。

また、本発明においては、一対の圧延ローラ間において上記粉末を上記基材の少なくとも一方側の面に圧着するという構成を採用する。

本発明によれば、接着剤を用いることなく金属層の原料粉末が基材に対して固着される。つまり、本発明によれば、金属層からシートと基材とを圧延処理によって貼り合わせることなく金属層を基材に対してコーティングすることができる。このため、接着剤が残存すること接着剤に起因して材料が限定されることを回避することができる。よって、本発明によれば、プラスチックからなる基材に形成される金属層の機能性を確保すると共に金属層の性質をより幅広く実現することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係るコーティング方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材の認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
図１は、本第１実施形態のコーティング方法を行うコーティング装置Ｄ１の概略構成図である。
この図に示すように、コーティング装置Ｄ１は、ホッパ１と、ベルトフィーダ２と、圧延ローラ３とを備えている。

ホッパ１は、後述する金属層Ｘ１の原料粉末Ｘを収容すると共に原料粉末Ｘをベルトフィーダ２に供給するように構成されている。

ベルトフィーダ２は、原料粉末Ｘを搬送し、圧延ローラ３上から下方に原料粉末Ｘを落下させることによって、圧延ローラ３の周面（後述する圧延ローラ３Ａの周面）に原料粉末Ｘを供給する構成となっている。

圧延ローラ３は、一対の圧延ローラ３Ａと圧延ローラ３Ｂとによって構成されている。圧延ローラ３Ａがベルトフィーダ２の下方に位置されるように配置されている。この圧延ローラ３は、不図示の回転駆動機構により回転駆動されることによって、ベルトフィーダ２を介して供給される原料粉末Ｘと上方から挿通される板状の基材Ｙとを圧延ローラ３Ａと圧延ローラ３Ｂとの間において圧延する構成となっている。
そして、圧延ローラ３は、圧延ローラ３Ａ，３Ｂ間において基材Ｙ及び原料粉末Ｘを圧延処理によって圧着し、これによって基材Ｙの一方側の面に、原料粉末Ｘからなる粉末層である金属層Ｘ１を形成する。

なお、本実施形態のコーティング方法においては、原料粉末Ｘは、金属層Ｘ１の粉末によって構成されている。また、基材Ｙはプラスチックから形成された板状部材である。

そして、このような構成を有するコーティング装置Ｄ１の動作である本実施形態のコーティング方法では、まずホッパ１に収容された原料粉末Ｘがベルトフィーダ２によって圧延ローラ３Ａの周面に供給される。
圧延ローラ３Ａの周面に供給された原料粉末Ｘは、圧延ローラ３Ａの回転駆動によって、圧延ローラ３Ａ，３Ｂの間に供給され、圧延ローラ３Ａ，３Ｂの間に上方から下方へ挿通されて搬送される板状の基材Ｙの一方側の面に圧着されて配置される。そして、以上の工程によって、原料粉末Ｘからなる粉末層である金属層Ｘ１が基材Ｙの一方側の面に形成される。

このような本実施形態のコーティング方法によれば、接着剤を用いることなく金属層の原料粉末Ｘが基材Ｙに対して固着される。つまり、本実施形態のコーティング方法によれば、金属層からシートと基材とを圧延処理によって貼り合わせることなく金属層を基材に対してコーティングすることができる。このため、接着剤が残存すること接着剤に起因して基材Ｙ及び原料材料Ｘが限定されることを回避することができる。よって、本実施形態のコーティング方法によれば、プラスチックからなる基材Ｙに形成される金属層Ｘ１の機能性を確保すると共に金属層Ｘ１の性質をより幅広く実現することが可能となる。

また、本実施形態のコーティング方法においては、原料粉末Ｘが金属層Ｘ１の粉末から構成されているものとした。このため、原料粉末Ｘを基材Ｙに対して圧着した後に原料粉末Ｘに対して何らかの処理を行うことなく金属層Ｘ１を形成することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図２は、本第２実施形態のコーティング方法を行うコーティング装置Ｄ２の概略構成図である。
この図に示すように、コーティング装置Ｄ２は、上記第１実施形態におけるコーティング装置Ｄ１が備えるホッパ１と、ベルトフィーダ２と、圧延ローラ３に加え、プーリ４と、レーザ加熱炉５と、回収ローラ６とを備えている。

プーリ４は、圧延ローラ３の下方に配置されており、圧延ローラ３によって原料粉末Ｘが一方側の面に圧着された基材Ｙを水平方向に案内するように構成されている。

加熱炉５は、一方側の面に配置された原料粉末Ｘを基材Ｙごと、原料粉末Ｘの融点近傍まで加熱することによって原料粉末Ｘを溶融あるいは焼結させるものである。これによって、基材Ｙの一方側の面における粉末層が溶融あるいは焼結し、その後冷却されることによって基材Ｙに対してより強固に固着する金属層Ｘ１とされる。

回収ローラ６は、加熱炉５から排出された基材Ｙを巻き取ることによって回収するものである。

なお、本実施形態のコーティング方法においては、加熱炉５における基材Ｙの溶融を防止するために、基材Ｙよりも融点の低い原料粉末Ｘ（例えば半田）が用いられる。

次に、このように構成されたコーティング装置Ｄ２の動作（すなわち、本実施形態のコーティング方法）について説明する。

まず、上記第１実施形態のコーティング方法と同様に、まずホッパ１に収容された原料粉末Ｘがベルトフィーダ２によって圧延ローラ３Ａの周面に供給され、圧延ローラ３Ａの周面に供給された原料粉末Ｘが、圧延ローラ３Ａの回転駆動によって、圧延ローラ３Ａ，３Ｂの間に供給され、圧延ローラ３Ａ，３Ｂの間に上方から下方へ挿通されて搬送される板状の基材Ｙの一方側の面に圧着されて配置される。

そして、原料粉末Ｘが圧着された基材Ｙは、圧延ローラ３Ａ，３Ｂの下方に位置する加熱炉５にプーリ４を介して挿入され、原料粉末Ｘの融点近傍まで加熱される。この結果、原料粉末Ｘが、溶融あるいは焼結し、その後冷却することによって基材Ｙの表面に強固に固着され、これによって金属層Ｘ１とされる。

そして、強固に固着された金属層Ｘ１が形成された基材Ｙが回収ローラ６によって巻き取られることによって回収される。

このような本実施形態のコーティング方法によれば、加熱炉５によって原料粉末Ｘが溶融あるいは焼結されるため、基材Ｙに対してより強固に固着された金属層Ｘ１を形成することができる。
このため、本実施形態のコーティング方法によって金属層Ｘ１が形成された基材Ｙは、回収ローラ６によって巻回して回収することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係るコーティング方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、基材Ｙの一方側に金属層Ｘ１を形成する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、基材Ｙの両側に金属層Ｘ１を形成しても良い。
このような場合には、基材Ｙの搬送方向における両側にホッパ、ベルトフィーダを設置し、基材Ｙの両側に対して原料粉末Ｘを供給すれば良い。

また、上記実施形態において原料粉末Ｘは、金属層Ｘ１の粉末である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、原料粉末Ｘは、例えば熱処理等の後処理により金属層Ｘ１の成分となるものであっても良い。
つまり、例えば金属層Ｘ１が合金層である場合には、熱処理によって当該合金となる複数の金属粉末を原料粉末Ｘとして用いることもできる。
また、原料粉末Ｘとして金属化合物を用い、原料粉末Ｘを基材Ｙに対して圧着させた後に還元処理を行うことによって、金属層Ｘ１を形成することも可能である。

また、上記第２実施形態においては、基材Ｙごと原料粉末Ｘを加熱する加熱炉５を用いて原料粉末Ｘを加熱する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、レーザ加熱装置等により、原料粉末Ｘのみを局所的に加熱する構成であっても良い。
このような構成を採用することによって、原料粉末Ｘとして基材Ｙよりも融点の高いものを用いた場合であっても、金属層Ｘ１を基材Ｙに対して強固に固着させることが可能となる。

また、上記実施形態においては、一対の圧延ローラにてセラミックス含有粉末Ｘを圧着させることによって基材に対して配置する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、圧延ローラ以外の構成によってセラミックス含有粉末Ｘを圧着させても良い。

また、上記実施形態においては、金属層Ｘ１が金属のみからなる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、金属層Ｘ１に金属以外の材料を含有させても良い。
このような場合には、原料粉末Ｘに金属以外の材料を混合させてホッパ１に収容しておけば良い。

また、上記実施形態においては、金属層Ｘ１を基材Ｙの一方側の面の全面に対して形成する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、基材Ｙの局所的な領域に原料粉末Ｘを配置し、当該領域にのみ金属層Ｘ１を形成しても良い。

本発明の第１実施形態であるコーティング方法を行うためのコーティング装置の概略図である。 本発明の第２実施形態であるコーティング方法を行うためのコーティング装置の概略図である。

符号の説明

Ｄ１，Ｄ２……コーティング装置、Ｘ……原料粉末、Ｘ１……金属層、Ｙ……基材、３……圧延ローラ

Claims (3)

1. プラスチックからなる板状の基材の少なくとも一方側の面に金属層を形成するコーティング方法であって、
   前記金属層の原料粉末を圧延処理によって前記基材の少なくとも一方側の面に圧着する工程を有することを特徴とするコーティング方法。
2. 前記原料粉末は、前記金属層の粉末であることを特徴とする請求項１記載のコーティング方法。
3. 一対の圧延ローラ間において前記粉末を前記基材の少なくとも一方側の面に圧着することを特徴とする請求項１または２記載のコーティング方法。

Images