JP3530290B2 - 有機高分子材料を下地層とする炭素繊維強化合成樹脂製ロールとその製造法 - Google Patents
有機高分子材料を下地層とする炭素繊維強化合成樹脂製ロールとその製造法Info
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- JP3530290B2 JP3530290B2 JP30617695A JP30617695A JP3530290B2 JP 3530290 B2 JP3530290 B2 JP 3530290B2 JP 30617695 A JP30617695 A JP 30617695A JP 30617695 A JP30617695 A JP 30617695A JP 3530290 B2 JP3530290 B2 JP 3530290B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量でしかも耐摩
耗性、非磁性および高硬度、高速回転を必要とする印刷
工業、フィルム・テープ製造工業等において使用される
炭素繊維強化合成樹脂製ロールいわゆるＣＦＲＰロール
とその製造法に関する。
耗性、非磁性および高硬度、高速回転を必要とする印刷
工業、フィルム・テープ製造工業等において使用される
炭素繊維強化合成樹脂製ロールいわゆるＣＦＲＰロール
とその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】合成樹脂や繊維強化合成樹脂とくに炭素
繊維強化合成樹脂の基材からなるＣＦＲＰロールは、軽
量で高剛性を有するために、近年、印刷工業、フィルム
・テープ製造工業、更には鉄鋼業における超高速用の搬
送用ロールとして、従来のアルミ製ロールや鉄製ロール
に代って搬送ロールに使用されるようになった。
繊維強化合成樹脂の基材からなるＣＦＲＰロールは、軽
量で高剛性を有するために、近年、印刷工業、フィルム
・テープ製造工業、更には鉄鋼業における超高速用の搬
送用ロールとして、従来のアルミ製ロールや鉄製ロール
に代って搬送ロールに使用されるようになった。
【０００３】ところが、このＣＦＲＰロールは、表面の
耐摩耗性に劣り、毛羽立ち等が生ずることがあり、その
改善のために表面に耐摩耗性に優れたＣｒメッキが施さ
れるようになり、さらには、メッキ工程の煩雑さを軽減
するために比較的簡単な工程で済む金属やセラミックス
の溶射被膜を施したものも出現するようになった。
耐摩耗性に劣り、毛羽立ち等が生ずることがあり、その
改善のために表面に耐摩耗性に優れたＣｒメッキが施さ
れるようになり、さらには、メッキ工程の煩雑さを軽減
するために比較的簡単な工程で済む金属やセラミックス
の溶射被膜を施したものも出現するようになった。
【０００４】しかしながら、このＣＦＲＰロールへの溶
射被膜は基材から剥離し易いという問題があり、その溶
射被膜の基材に対する付着強度を増大するための対策が
必要である。
射被膜は基材から剥離し易いという問題があり、その溶
射被膜の基材に対する付着強度を増大するための対策が
必要である。
【０００５】その対策として、まず、ＣＦＲＰ基材表面
を、溶射の前処理としてサンディング、リン酸亜鉛処
理、ブラスト処理等により表面を粗面化し、これによる
アンカー効果によって付着強度の強化が図られた。しか
しながら、前処理としての粗面化は、被処理基材がとく
に繊維質の場合には表層部の繊維の切断と破壊が起り、
繊維の毛羽立ちが助長されて、その表面への溶射に当た
って均質な被膜が形成されず、また、その被膜形成作業
に際しては、ブラスト材、被処理基材の微粉末が飛散し
て空気中に浮遊するという環境の悪化という問題があ
る。
を、溶射の前処理としてサンディング、リン酸亜鉛処
理、ブラスト処理等により表面を粗面化し、これによる
アンカー効果によって付着強度の強化が図られた。しか
しながら、前処理としての粗面化は、被処理基材がとく
に繊維質の場合には表層部の繊維の切断と破壊が起り、
繊維の毛羽立ちが助長されて、その表面への溶射に当た
って均質な被膜が形成されず、また、その被膜形成作業
に際しては、ブラスト材、被処理基材の微粉末が飛散し
て空気中に浮遊するという環境の悪化という問題があ
る。
【０００６】そのため、この粗面化に代えて、ＣＦＲＰ
基材とセラミックス溶射被膜との間の界面に相互間の親
和性と化学結合を発現する下地層を成形することが提案
されている。
基材とセラミックス溶射被膜との間の界面に相互間の親
和性と化学結合を発現する下地層を成形することが提案
されている。
【０００７】例えば、実公平４−７３７８号公報、特開
昭６０−２１４９５８号公報、特開昭６１−９６０６３
号公報、特開昭６１−１０４０６０号公報、特開昭６１
−１０４０６１号公報には、熱伝導率が０．００１ｃａ
ｌ・ｃｍ-1・ｓｅｃ-1・ｄｅｇ-1以上の非扁平状無機フ
ィラー成分を有機質材に配合した組成物を０．０００５
ｃａｌ・ｃｍ-1・ｄｅｇ-1程度の低熱伝導率の合成樹脂
基材表面に塗布し加熱硬化して溶射下地層を形成し、そ
の上にセラミックス溶射被膜を形成することが開示され
ている。これによって、溶射材溶滴の無機質材料や無機
フィラー成分への絡み付きに伴う冷却の促進によってセ
ラミックス溶射被膜の密着性を高めようとするものであ
る。しかしながら、これによって得られた下地層を設け
たセラミックス溶射被膜は、フィラー自身が下地層内に
固着され難く、毛羽立ちの状況となり被膜の浮き上がり
や更にはピンホール等の欠陥を生じることになる上、溶
射時の熱による下地層や合成樹脂基材とセラミックス溶
射被膜との熱膨張差に起因する剥離の問題がある。
昭６０−２１４９５８号公報、特開昭６１−９６０６３
号公報、特開昭６１−１０４０６０号公報、特開昭６１
−１０４０６１号公報には、熱伝導率が０．００１ｃａ
ｌ・ｃｍ-1・ｓｅｃ-1・ｄｅｇ-1以上の非扁平状無機フ
ィラー成分を有機質材に配合した組成物を０．０００５
ｃａｌ・ｃｍ-1・ｄｅｇ-1程度の低熱伝導率の合成樹脂
基材表面に塗布し加熱硬化して溶射下地層を形成し、そ
の上にセラミックス溶射被膜を形成することが開示され
ている。これによって、溶射材溶滴の無機質材料や無機
フィラー成分への絡み付きに伴う冷却の促進によってセ
ラミックス溶射被膜の密着性を高めようとするものであ
る。しかしながら、これによって得られた下地層を設け
たセラミックス溶射被膜は、フィラー自身が下地層内に
固着され難く、毛羽立ちの状況となり被膜の浮き上がり
や更にはピンホール等の欠陥を生じることになる上、溶
射時の熱による下地層や合成樹脂基材とセラミックス溶
射被膜との熱膨張差に起因する剥離の問題がある。
【０００８】一方、特公平２−４４８９７号公報には、
溶射時の熱により基材の変質、劣化、熱による歪の発生
やそれにともなう金属溶射被膜の密着性を改善するため
の手段として、合成樹脂溶液を基材表面に塗布したの
ち、指触により粘着しない程度に乾燥した下地層に、低
温溶射によって金属溶射被膜を形成することが開示され
ている。しかしながら、下地層の硬化が不十分なため、
溶射中に硬化、収縮を起こし、均一な被膜形成ができな
いのみならず、激しい場合には被膜にクラックを生成す
る等の不具合を生じ、また、この金属低温溶射方法は、
特公昭４７−２４８５９号公報に記載されているよう
に、常に複雑な微細凹凸の集合表面を粒子が保持して、
後続の粒子との嵌合による機械的結合が行なわれるよう
な場合にのみ適用できるものであり、しかも、前処理と
しての粗面化は必要であり、セラミックス溶射も含めて
一般の溶射技術のように層構造、いわゆるラメラ構造に
より所要厚みの溶射被膜を形成するものには適用できな
い。
溶射時の熱により基材の変質、劣化、熱による歪の発生
やそれにともなう金属溶射被膜の密着性を改善するため
の手段として、合成樹脂溶液を基材表面に塗布したの
ち、指触により粘着しない程度に乾燥した下地層に、低
温溶射によって金属溶射被膜を形成することが開示され
ている。しかしながら、下地層の硬化が不十分なため、
溶射中に硬化、収縮を起こし、均一な被膜形成ができな
いのみならず、激しい場合には被膜にクラックを生成す
る等の不具合を生じ、また、この金属低温溶射方法は、
特公昭４７−２４８５９号公報に記載されているよう
に、常に複雑な微細凹凸の集合表面を粒子が保持して、
後続の粒子との嵌合による機械的結合が行なわれるよう
な場合にのみ適用できるものであり、しかも、前処理と
しての粗面化は必要であり、セラミックス溶射も含めて
一般の溶射技術のように層構造、いわゆるラメラ構造に
より所要厚みの溶射被膜を形成するものには適用できな
い。
【０００９】さらには、特公平３−２８５０７号公報に
は、例えば基材表面に金属溶射被膜を形成する場合、粒
子径１０〜１５０μｍの金属、合金もしくは、その酸化
物、窒化物、炭化物或いは合成樹脂に用いる溶媒に溶け
ない合成樹脂粉末の粒子を合成樹脂に対して２５〜３０
０容量％含有する組成物を下地層として、表面粗さ（Ｒ
ｚ）３０〜２００μｍとなるよう基材表面に塗布し、乾
燥後、低温溶射によって、金属溶射被膜を形成し、次い
で合成樹脂塗料を一層以上塗布することが開示されてい
る。これは合成樹脂を結合剤として混在する粒子を固着
するとともに、粒子の大きさと配合量、さらには、基材
への塗布量を選択することで所要の粗面を得て金属溶射
被膜の密着力を確保しようとするものである。しかしな
がら、これをＣＦＲＰ基材表面に適用した場合には、ブ
ラスト処理、又は研削加工した際に生ずる繊維の毛羽立
ちと類似の状態となり、溶射被膜表面の肌荒れの原因と
なり、表面仕上のために仕上げ研削量を多くする必要が
生じる。とくに、炭素長繊維にエポキシ樹脂等を付着さ
せながらロール状や球型状の物を製作し、加熱硬化させ
るフィラメントワインディング法によって得たＣＦＲＰ
ロールが近年広く用いられるようになったが、このフィ
ラメントワインディング法によって得たＣＦＲＰロール
へのセラミックス溶射に、この方式を適用した場合に
は、目視で判断できない微細ボイドやクラック等が基材
表面や表面層の直下に存在することが少なくなく、それ
が原因で溶射中又は研磨仕上げ時に溶射被膜に亀裂や剥
離を起す等の欠陥が生じる。
は、例えば基材表面に金属溶射被膜を形成する場合、粒
子径１０〜１５０μｍの金属、合金もしくは、その酸化
物、窒化物、炭化物或いは合成樹脂に用いる溶媒に溶け
ない合成樹脂粉末の粒子を合成樹脂に対して２５〜３０
０容量％含有する組成物を下地層として、表面粗さ（Ｒ
ｚ）３０〜２００μｍとなるよう基材表面に塗布し、乾
燥後、低温溶射によって、金属溶射被膜を形成し、次い
で合成樹脂塗料を一層以上塗布することが開示されてい
る。これは合成樹脂を結合剤として混在する粒子を固着
するとともに、粒子の大きさと配合量、さらには、基材
への塗布量を選択することで所要の粗面を得て金属溶射
被膜の密着力を確保しようとするものである。しかしな
がら、これをＣＦＲＰ基材表面に適用した場合には、ブ
ラスト処理、又は研削加工した際に生ずる繊維の毛羽立
ちと類似の状態となり、溶射被膜表面の肌荒れの原因と
なり、表面仕上のために仕上げ研削量を多くする必要が
生じる。とくに、炭素長繊維にエポキシ樹脂等を付着さ
せながらロール状や球型状の物を製作し、加熱硬化させ
るフィラメントワインディング法によって得たＣＦＲＰ
ロールが近年広く用いられるようになったが、このフィ
ラメントワインディング法によって得たＣＦＲＰロール
へのセラミックス溶射に、この方式を適用した場合に
は、目視で判断できない微細ボイドやクラック等が基材
表面や表面層の直下に存在することが少なくなく、それ
が原因で溶射中又は研磨仕上げ時に溶射被膜に亀裂や剥
離を起す等の欠陥が生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、フィラメントワインディング法により作成
されたＣＦＲＰの基材表面にセラミックス溶射被膜を有
するロールにおいて、基材とセラミックス溶射被膜の何
れに対しても密着性に優れ、しかも、基材表面を毛羽立
ちさせることなく表面状態に優れた溶射被膜を形成でき
る下地層の形成にある。
する課題は、フィラメントワインディング法により作成
されたＣＦＲＰの基材表面にセラミックス溶射被膜を有
するロールにおいて、基材とセラミックス溶射被膜の何
れに対しても密着性に優れ、しかも、基材表面を毛羽立
ちさせることなく表面状態に優れた溶射被膜を形成でき
る下地層の形成にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の炭素繊維強化合
成樹脂からなるロール基材と、その基材表面に形成した
有機高分子材料からなる下地層と、さらにその下地層の
上にセラミックス溶射被膜を形成した有機高分子材料を
下地層とする炭素繊維強化合成樹脂製ロールは、前記下
地層がロール基材と同種の有機高分子材料からなる膜厚
３０〜３００μｍの平滑な基層被膜と、この基層被膜表
面に同じくロール基材と同種の有機高分子材料からなる
膜厚５０〜３００μであって、且つ、表面粗さ（Ｒｚ）
が４０〜１３０μｍの粗面化被膜とからなることを特徴
とする。
成樹脂からなるロール基材と、その基材表面に形成した
有機高分子材料からなる下地層と、さらにその下地層の
上にセラミックス溶射被膜を形成した有機高分子材料を
下地層とする炭素繊維強化合成樹脂製ロールは、前記下
地層がロール基材と同種の有機高分子材料からなる膜厚
３０〜３００μｍの平滑な基層被膜と、この基層被膜表
面に同じくロール基材と同種の有機高分子材料からなる
膜厚５０〜３００μであって、且つ、表面粗さ（Ｒｚ）
が４０〜１３０μｍの粗面化被膜とからなることを特徴
とする。
【００１２】この炭素繊維強化合成樹脂製ロールは、Ｃ
ＦＲＰロールの表面に、有機高分子材料に希釈剤５〜１
５重量％を配合した溶液を前記ロールの周面に直交する
方向からスプレー塗布し、乾燥して基層被膜を形成し、
この基層被膜表面に、有機高分子材料に粒状の固形有機
高分子材料６０〜８０重量％と希釈剤３０〜５０重量％
を配合した組成物をこのロールの周面に対し９０°未満
の方向からスプレー塗布し、乾燥して表面粗さ（Ｒｚ）
が４０〜１３０μｍの粗面化被膜を形成したのち、この
粗面化被膜上にロールの周面に直交する方向からプラズ
マ溶射を行ないセラミックス溶射被膜を形成することに
よって製造される。
ＦＲＰロールの表面に、有機高分子材料に希釈剤５〜１
５重量％を配合した溶液を前記ロールの周面に直交する
方向からスプレー塗布し、乾燥して基層被膜を形成し、
この基層被膜表面に、有機高分子材料に粒状の固形有機
高分子材料６０〜８０重量％と希釈剤３０〜５０重量％
を配合した組成物をこのロールの周面に対し９０°未満
の方向からスプレー塗布し、乾燥して表面粗さ（Ｒｚ）
が４０〜１３０μｍの粗面化被膜を形成したのち、この
粗面化被膜上にロールの周面に直交する方向からプラズ
マ溶射を行ないセラミックス溶射被膜を形成することに
よって製造される。
【００１３】
【発明の実施の形態】この基層被膜と粗面化被膜とから
なる下地層を形成する有機高分子材料としては、ＣＦＲ
Ｐロールを形成する材料と同質のエボキシ系樹脂、フェ
ノール系樹脂等を用いる。これに、毛羽立ちや表面の微
細ボイド等目視検査の程度に応じ、希釈剤５〜１５重量
％を配合した溶液を膜厚３０〜３００μｍとなるようエ
アースプレー塗布する。
なる下地層を形成する有機高分子材料としては、ＣＦＲ
Ｐロールを形成する材料と同質のエボキシ系樹脂、フェ
ノール系樹脂等を用いる。これに、毛羽立ちや表面の微
細ボイド等目視検査の程度に応じ、希釈剤５〜１５重量
％を配合した溶液を膜厚３０〜３００μｍとなるようエ
アースプレー塗布する。
【００１４】また、炭素繊維強化合成樹脂からなるロー
ル基材表面に基層被膜と粗面化被膜からなる下地層を形
成するに当たって、有機高分子材料の希釈剤として、ロ
ール基材と基層被膜との境界部および基層被膜と粗面化
膜との境界面が相互に融合一体化する希釈剤、あるい
は、有機高分子材料によって包み込まれた粒状の固形有
機高分子材料との境界部が相互に融合一体化する希釈剤
としては、一般市販品のシンナーを用いることができ
る。
ル基材表面に基層被膜と粗面化被膜からなる下地層を形
成するに当たって、有機高分子材料の希釈剤として、ロ
ール基材と基層被膜との境界部および基層被膜と粗面化
膜との境界面が相互に融合一体化する希釈剤、あるい
は、有機高分子材料によって包み込まれた粒状の固形有
機高分子材料との境界部が相互に融合一体化する希釈剤
としては、一般市販品のシンナーを用いることができ
る。
【００１５】有機高分子材料への希釈剤の配合量が５重
量％未満ではエアースプレー塗布した際、形成された基
層内にエアーの巻き込みが生じ易く、１５重量％を超え
ると平滑な被膜形成が困難となる。また、基層膜厚が３
０μｍ未満ではＣＦＲＰロール表面の補正被膜として不
充分であり、そのため基材欠陥を解消し得ず、３００μ
ｍ超ではＣＦＲＰロールの最終寸法精度が不安定とな
る。
量％未満ではエアースプレー塗布した際、形成された基
層内にエアーの巻き込みが生じ易く、１５重量％を超え
ると平滑な被膜形成が困難となる。また、基層膜厚が３
０μｍ未満ではＣＦＲＰロール表面の補正被膜として不
充分であり、そのため基材欠陥を解消し得ず、３００μ
ｍ超ではＣＦＲＰロールの最終寸法精度が不安定とな
る。
【００１６】基層の表面に形成する粗面化層は、前記の
ＣＦＲＰと同種の有機高分子材料に粒径１０〜４５μｍ
の粒状固形有機高分子材料６０〜８０重量％および希釈
剤３０〜５０重量％を配合した組成物を該ＣＦＲＰロー
ルの周面に９０°未満の方向から、膜厚５０〜３００μ
ｍ、表面粗さ（Ｒｚ）４０〜１３０μｍとなるようエア
ースプレー塗布後、乾燥、固化させる。粒状固形有機高
分子材料の粒径が１０μｍ未満では骨材としての機能が
発揮されず、粒径が４５μｍ超ではエアースプレーノズ
ルをＣＦＲＰロールの周面接線に対し、９０°未満とな
るよう対向配置しているため、形成される粗面化層に過
剰な粒子の遮蔽現象が生じて、次工程でのセラミックス
溶射被膜との密着力を向上し得ない。また、粒状固形有
機高分子材料の配合量が６０重量％未満では樹脂分への
喰い込み、衝突等による粗面断面形状に対する複雑化の
集積が発揮されず、８０重量％超では樹脂分による支持
力が不足し、次工程でのセラミックス溶射被膜との密着
力が不足する。さらに、希釈剤が３０重量％未満では、
樹脂分の粘度により、配合されている粒状固形有機高分
子材料のエアースプレー塗布時の移動量が減少して複雑
な断面形状の粗面を形成できず、５０重量％超では樹脂
分が不足し、充分なアンカー効果を発揮し得ない。ま
た、膜厚が５０μｍ未満では、適正な表面粗さを有して
いても基層との密着力に乏しく、次工程でのプラズマ溶
射被膜の密着力が低下する。３００μｍ超では平板な断
面形状の粗面となって、次工程でのセラミックス溶射被
膜との密着力が低下する。
ＣＦＲＰと同種の有機高分子材料に粒径１０〜４５μｍ
の粒状固形有機高分子材料６０〜８０重量％および希釈
剤３０〜５０重量％を配合した組成物を該ＣＦＲＰロー
ルの周面に９０°未満の方向から、膜厚５０〜３００μ
ｍ、表面粗さ（Ｒｚ）４０〜１３０μｍとなるようエア
ースプレー塗布後、乾燥、固化させる。粒状固形有機高
分子材料の粒径が１０μｍ未満では骨材としての機能が
発揮されず、粒径が４５μｍ超ではエアースプレーノズ
ルをＣＦＲＰロールの周面接線に対し、９０°未満とな
るよう対向配置しているため、形成される粗面化層に過
剰な粒子の遮蔽現象が生じて、次工程でのセラミックス
溶射被膜との密着力を向上し得ない。また、粒状固形有
機高分子材料の配合量が６０重量％未満では樹脂分への
喰い込み、衝突等による粗面断面形状に対する複雑化の
集積が発揮されず、８０重量％超では樹脂分による支持
力が不足し、次工程でのセラミックス溶射被膜との密着
力が不足する。さらに、希釈剤が３０重量％未満では、
樹脂分の粘度により、配合されている粒状固形有機高分
子材料のエアースプレー塗布時の移動量が減少して複雑
な断面形状の粗面を形成できず、５０重量％超では樹脂
分が不足し、充分なアンカー効果を発揮し得ない。ま
た、膜厚が５０μｍ未満では、適正な表面粗さを有して
いても基層との密着力に乏しく、次工程でのプラズマ溶
射被膜の密着力が低下する。３００μｍ超では平板な断
面形状の粗面となって、次工程でのセラミックス溶射被
膜との密着力が低下する。
【００１７】本発明によって形成される下地層は、基層
と粗面化層とからなり、基層はＣＦＲＰロールの基材表
面の欠陥を補正するのみならず、希釈材（溶媒液）を配
合した溶液をロール基材にスプレー塗布することで、ロ
ール基材の表面部が流動化し、乾燥工程における有機高
分子樹脂の凝固にともない、該ロール基材と基層被膜と
の境界部が一体化され、強固な結合体を形成する。
と粗面化層とからなり、基層はＣＦＲＰロールの基材表
面の欠陥を補正するのみならず、希釈材（溶媒液）を配
合した溶液をロール基材にスプレー塗布することで、ロ
ール基材の表面部が流動化し、乾燥工程における有機高
分子樹脂の凝固にともない、該ロール基材と基層被膜と
の境界部が一体化され、強固な結合体を形成する。
【００１８】このことは、基層被膜と粗面化被膜との境
界部および粗面化被膜を構成する組成物である有機高分
子材料と粒状の固形有機高分子材料との境界においても
同様であり、セラミックス溶射被膜のアンカー効果をよ
り発揮させる。
界部および粗面化被膜を構成する組成物である有機高分
子材料と粒状の固形有機高分子材料との境界においても
同様であり、セラミックス溶射被膜のアンカー効果をよ
り発揮させる。
【００１９】そして、粗面化被膜内部における融合一体
化を適用すれば、耐熱性粒状材料にやや厚めのロール基
材と同種の有機高分子材料の被覆を施したものを用いる
ことで、組成物の一つである有機高分子材料との間で充
分な密着力を発揮させることができる。
化を適用すれば、耐熱性粒状材料にやや厚めのロール基
材と同種の有機高分子材料の被覆を施したものを用いる
ことで、組成物の一つである有機高分子材料との間で充
分な密着力を発揮させることができる。
【００２０】また、本発明においては、下地層の上層で
ある粗面化層は、ＣＦＲＰロールの周面接線に対し９０
°未満の方向からエアースプレー塗布している。これは
円筒状物の周面接線に直交方向からエアースプレー塗布
した際、霧状溶液は直交部で２分割され、周曲面に沿っ
て流れ、直交部より漸次薄くなり、該円筒状物が１回転
することで所要の厚みの塗布層が形成される。従って、
前記周面接線に対し９０°未満の方向からエアースプレ
ー塗布すると、直交部で２分割される際、周曲面の一方
向側に沿って他方向側より多く流れ、これにより霧状溶
液中の粒状固形有機高分子材料は粒子による遮蔽現象と
ともに塗布層形成途中の樹脂分に喰い込んだり、擦過し
たり、相互の衝突、弾発等を生じて複雑な断面形状を有
する粗面を形成し得る。
ある粗面化層は、ＣＦＲＰロールの周面接線に対し９０
°未満の方向からエアースプレー塗布している。これは
円筒状物の周面接線に直交方向からエアースプレー塗布
した際、霧状溶液は直交部で２分割され、周曲面に沿っ
て流れ、直交部より漸次薄くなり、該円筒状物が１回転
することで所要の厚みの塗布層が形成される。従って、
前記周面接線に対し９０°未満の方向からエアースプレ
ー塗布すると、直交部で２分割される際、周曲面の一方
向側に沿って他方向側より多く流れ、これにより霧状溶
液中の粒状固形有機高分子材料は粒子による遮蔽現象と
ともに塗布層形成途中の樹脂分に喰い込んだり、擦過し
たり、相互の衝突、弾発等を生じて複雑な断面形状を有
する粗面を形成し得る。
【００２１】
【実施例】フィラメントワインディング法により製作さ
れた炭素繊維強化合成樹脂製の中空円筒状物の両端にロ
ールの回転軸となる鋼製のフランジ軸を接着して取付け
られた後、研削等により外径寸法の調整、平滑化され
て、ＣＦＲＰロールの素管として表面処理工程へ搬送し
た。
れた炭素繊維強化合成樹脂製の中空円筒状物の両端にロ
ールの回転軸となる鋼製のフランジ軸を接着して取付け
られた後、研削等により外径寸法の調整、平滑化され
て、ＣＦＲＰロールの素管として表面処理工程へ搬送し
た。
【００２２】図１は本発明のスプレーノズルとＣＦＲＰ
ロールの関係を示す断面図、図２は夫々の被膜を示す断
面図である。
ロールの関係を示す断面図、図２は夫々の被膜を示す断
面図である。
【００２３】受入れた９０ｍｍφ×７００ｍｍ長さのＣ
ＦＲＰロールの基材１表面を有機溶剤で洗浄した後、こ
のＣＦＲＰロールと同種の有機高分子材料であるエポキ
シ樹脂〔大日本塗料（株）製；商品名エポニックス＃１
０）の主剤／硬化剤が１００／１００（重量比）に希釈
剤であるシンナー１０重量％を配合した溶液をこのＣＦ
ＲＰロールの基材１周面に直交方向から、スプレーノズ
ル（Ａ）２により、２回パスによってエアースプレー塗
布し、常温乾燥して膜厚６０μｍの補正被膜４を形成し
た。 このときのスプレー条件は、ＣＦＲＰロールの回
転数４０ｒｐｍ、ピッチ１０ｍｍ、ＣＦＲＰ周面とスプ
レーノズル（Ａ）２先端との距離２００ｍｍ、スプレー
ノズル（Ａ）２の空気圧４ｋｇ／ｃｍ2 で行なった。
ＦＲＰロールの基材１表面を有機溶剤で洗浄した後、こ
のＣＦＲＰロールと同種の有機高分子材料であるエポキ
シ樹脂〔大日本塗料（株）製；商品名エポニックス＃１
０）の主剤／硬化剤が１００／１００（重量比）に希釈
剤であるシンナー１０重量％を配合した溶液をこのＣＦ
ＲＰロールの基材１周面に直交方向から、スプレーノズ
ル（Ａ）２により、２回パスによってエアースプレー塗
布し、常温乾燥して膜厚６０μｍの補正被膜４を形成し
た。 このときのスプレー条件は、ＣＦＲＰロールの回
転数４０ｒｐｍ、ピッチ１０ｍｍ、ＣＦＲＰ周面とスプ
レーノズル（Ａ）２先端との距離２００ｍｍ、スプレー
ノズル（Ａ）２の空気圧４ｋｇ／ｃｍ2 で行なった。
【００２４】前記、補正被膜４はエアーの巻き込みもな
く、表面粗さ（Ｒｚ）も１０μｍ以下と平滑なものであ
った。
く、表面粗さ（Ｒｚ）も１０μｍ以下と平滑なものであ
った。
【００２５】次いで、補正被膜４と同じエポニックス＃
１０に粒度が−４５μｍの粒状固形有機高分子材料
（（株）ＵＳテクノロジー・ファーイースト製：商品名
ポリプラス）７を８０重量％と希釈剤であるシンナー５
０重量％を配合した溶液組成物を前記ＣＦＲＰロールの
基材１の周面接線直交方向に対する角度θが−３０°の
方向からスプレーノズル（Ｂ）３により、前記補正被膜
４上に、１回パス、エアースプレー塗布し、８０℃ １
時間で乾燥硬化させて、膜厚１００μｍ、表面粗さ（Ｒ
ｚ）１２０μｍの粗面化層５を形成した。このときのス
プレー条件は、スプレーノズル（Ｂ）の空気圧４ｋｇ／
ｃｍ2 で行い、他の条件は補正被膜４形成時と同じで行
った。
１０に粒度が−４５μｍの粒状固形有機高分子材料
（（株）ＵＳテクノロジー・ファーイースト製：商品名
ポリプラス）７を８０重量％と希釈剤であるシンナー５
０重量％を配合した溶液組成物を前記ＣＦＲＰロールの
基材１の周面接線直交方向に対する角度θが−３０°の
方向からスプレーノズル（Ｂ）３により、前記補正被膜
４上に、１回パス、エアースプレー塗布し、８０℃ １
時間で乾燥硬化させて、膜厚１００μｍ、表面粗さ（Ｒ
ｚ）１２０μｍの粗面化層５を形成した。このときのス
プレー条件は、スプレーノズル（Ｂ）の空気圧４ｋｇ／
ｃｍ2 で行い、他の条件は補正被膜４形成時と同じで行
った。
【００２６】この後、同ＣＦＲＰロールの基材１周面に
直交方向から、前記粗面化層５上にプラズマ溶射機（メ
テコ（株）製：ＭＥＴＣＯ １０ＭＢ）を用いて、膜厚
３５０μｍのＡｌ2 Ｏ3 −４０％ＴｉＯ2 からなるセラ
ミックスの溶射被膜６を形成した。
直交方向から、前記粗面化層５上にプラズマ溶射機（メ
テコ（株）製：ＭＥＴＣＯ １０ＭＢ）を用いて、膜厚
３５０μｍのＡｌ2 Ｏ3 −４０％ＴｉＯ2 からなるセラ
ミックスの溶射被膜６を形成した。
【００２７】このときの溶射は、ＣＦＲＰロール最外層
と溶射ガンとの距離１８０ｍｍ、材料供給量２５ｇ／
分、２４パス、ＣＦＲＰロールの回転数６０ｒｐｍ、ピ
ッチ５ｍｍの条件で行った。このセラミックス溶射被膜
表面を研削（ダイヤ（株）製：ＳＤＣ＃５００）し、封
孔後、研磨仕上げすることで表面粗さ（Ｒｚ）０．１μ
ｍの平滑度の高いロールを得た。
と溶射ガンとの距離１８０ｍｍ、材料供給量２５ｇ／
分、２４パス、ＣＦＲＰロールの回転数６０ｒｐｍ、ピ
ッチ５ｍｍの条件で行った。このセラミックス溶射被膜
表面を研削（ダイヤ（株）製：ＳＤＣ＃５００）し、封
孔後、研磨仕上げすることで表面粗さ（Ｒｚ）０．１μ
ｍの平滑度の高いロールを得た。
【００２８】これによって得た表面にセラミックス溶射
被膜を有するＣＦＲＰロールの該被膜の密着強さをＪＩ
Ｓ Ｈ８６６４に基づいて試験した結果、１０４．１ｋ
ｇ／ｃｍ2 と充分な強度を有するものであった。
被膜を有するＣＦＲＰロールの該被膜の密着強さをＪＩ
Ｓ Ｈ８６６４に基づいて試験した結果、１０４．１ｋ
ｇ／ｃｍ2 と充分な強度を有するものであった。
【００２９】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００３０】（１）本発明のＣＦＲＰロールの下地層
は、ロール基材と同種の有機高分子材料に希釈剤を配合
したものによる基層を形成したことで、緻密で平滑な補
正被膜を形成することができる。
は、ロール基材と同種の有機高分子材料に希釈剤を配合
したものによる基層を形成したことで、緻密で平滑な補
正被膜を形成することができる。
【００３１】（２）ＣＦＲＰロールの基材欠陥に起因す
る問題を解消できるとともに該基層上に同種の有機高分
子材料に粒状固形有機高分子材料および希釈剤を配合し
たものによる粗面化層は樹脂分と粒状分との密度差が小
さく、熱影響も同等に受けることで脱落の恐れも小さい
上、一体となって断面形状の複雑な粗面とし得て、該層
上に形成されるセラミックス溶射被膜の密着力が高く、
その上、セラミックス溶射被膜表面の粗度も小さく平滑
なロールを得ることができる。
る問題を解消できるとともに該基層上に同種の有機高分
子材料に粒状固形有機高分子材料および希釈剤を配合し
たものによる粗面化層は樹脂分と粒状分との密度差が小
さく、熱影響も同等に受けることで脱落の恐れも小さい
上、一体となって断面形状の複雑な粗面とし得て、該層
上に形成されるセラミックス溶射被膜の密着力が高く、
その上、セラミックス溶射被膜表面の粗度も小さく平滑
なロールを得ることができる。
【００３２】（３）最終仕上げもよく、且つ精度に優れ
た表面状態を有するＣＦＲＰロールを得ることができ
る。
た表面状態を有するＣＦＲＰロールを得ることができ
る。
【図１】 本発明のスプレーノズルとＣＦＲＰロールの
関係を示す断面図である。
関係を示す断面図である。
【図２】 本発明の被膜構造を示す断面図である。
１ ＣＦＲＰロール基材 ２ スプレーノ
ズルＡ ３ スプレーノズルＢ ４ 補正被膜 ５ 粗面化層 ６ セラミック
ス溶射被膜 ７ 粒状固形有機高分子材料
ズルＡ ３ スプレーノズルＢ ４ 補正被膜 ５ 粗面化層 ６ セラミック
ス溶射被膜 ７ 粒状固形有機高分子材料
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−76044（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−292917（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−297589（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B65H 27/00
F16C 13/00
Claims (4)
- 【請求項１】 炭素繊維強化合成樹脂からなるロール基
材と、その基材表面に形成した有機高分子材料からなる
下地層と、さらにその下地層の上にセラミックス溶射被
膜を形成した有機高分子材料を下地層とする炭素繊維強
化合成樹脂製ロールにおいて、 前記下地層がロール基材と同種の有機高分子材料からな
る膜厚３０〜３００μｍの平滑な基層被膜と、この基層
被膜表面に同じくロール基材と同種の有機高分子材料か
らなる膜厚５０〜３００μであって、且つ、表面粗さ
（Ｒｚ）が４０〜１３０μｍの粗面化被膜とからなるこ
とを特徴とする有機高分子材料を下地層とする炭素繊維
強化合成樹脂製ロール。 - 【請求項２】 炭素繊維強化合成樹脂からなるロール表
面に、有機高分子材料に希釈剤５〜１５重量％を配合し
た溶液を前記ロールの周面に直交する方向からスプレー
塗布し、乾燥して基層被膜を形成し、 この基層被膜表面に、有機高分子材料に粒状の固形有機
高分子材料６０〜８０重量％と希釈剤３０〜５０重量％
を配合した組成物をこのロールの周面に対し９０°未満
の方向からスプレー塗布し、乾燥して表面粗さ（Ｒｚ）
が４０〜１３０μｍの粗面化被膜を形成したのち、 この粗面化被膜上にロールの周面に直交する方向からプ
ラズマ溶射を行ないセラミックス溶射被膜を形成するこ
とを特徴とする有機高分子材料を下地層とする炭素繊維
強化合成樹脂製ロールの製造法。 - 【請求項３】 炭素繊維強化合成樹脂からなるロール基
材表面に基層被膜と粗面化被膜からなる下地層を形成す
るに当たって、有機高分子材料の希釈剤として、ロール
基材と基層被膜との境界部および基層被膜と粗面化膜と
の境界面が相互に融合一体化する希釈剤を配合すること
を特徴とする請求項２に記載の有機高分子材料を下地層
とする炭素繊維強化合成樹脂製ロールの製造法。 - 【請求項４】 炭素繊維強化合成樹脂からなるロール基
材表面に基層被膜と粗面化被膜からなる下地層を形成す
るに当たって、有機高分子材料の希釈剤として、有機高
分子材料に粒状の固形有機高分子材料との境界部が相互
に融合一体化する希釈剤を配合することを特徴とする請
求項２あるいは請求項３に記載の炭素繊維強化合成樹脂
製ロールの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30617695A JP3530290B2 (ja) | 1994-11-29 | 1995-11-24 | 有機高分子材料を下地層とする炭素繊維強化合成樹脂製ロールとその製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29489294 | 1994-11-29 | ||
| JP6-294892 | 1994-11-29 | ||
| JP30617695A JP3530290B2 (ja) | 1994-11-29 | 1995-11-24 | 有機高分子材料を下地層とする炭素繊維強化合成樹脂製ロールとその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08225207A JPH08225207A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3530290B2 true JP3530290B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=26560028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30617695A Expired - Lifetime JP3530290B2 (ja) | 1994-11-29 | 1995-11-24 | 有機高分子材料を下地層とする炭素繊維強化合成樹脂製ロールとその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3530290B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101264188B1 (ko) * | 2012-02-13 | 2013-06-07 | 탑코팅(주) | 용사 코팅 롤러 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003340512A (ja) * | 2002-05-22 | 2003-12-02 | Nippon Steel Hardfacing Co Ltd | 無駆動ロール |
| DE102005050045B3 (de) * | 2005-10-19 | 2007-01-04 | Praxair Surface Technologies Gmbh | Verfahren zur Beschichtung eines Bauteils |
| KR102081338B1 (ko) * | 2014-04-10 | 2020-02-25 | (주) 코미코 | 러빙 롤러 및 이의 제조 방법 |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP30617695A patent/JP3530290B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101264188B1 (ko) * | 2012-02-13 | 2013-06-07 | 탑코팅(주) | 용사 코팅 롤러 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08225207A (ja) | 1996-09-03 |
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|---|---|---|---|
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