JP6214699B2 - ウレタン被覆ｆｒｐコア - Google Patents

Description

この発明は、各種フィルムやシート材の巻き取り等に使用するウレタン被覆ＦＲＰコアに関するものである。

下記特許文献１，２には、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製の円筒形の基体の表面にウレタン等の外被層を形成したＦＲＰコアが記載されている。

特許文献１に記載のＦＲＰコアは、基体となる未硬化の繊維強化樹脂層を内周側から膨張させ、予めチューブ状とした外被層となるウレタン等のゴムチューブの内径面に密着させた後、繊維強化樹脂層を硬化させて製造するものである。

このほか、予め所定寸法の円筒形に形成して硬化させたＦＲＰ製の基体の表面に、マットを巻き付けて製造するＦＲＰコアが知られている。

特開平７−１０８６１５号公報 特開２００５−４０９６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のＦＲＰコアでは、繊維強化樹脂層を膨張させる内圧保持体や内型、外型等を備えた複雑な構造の製造設備が必要になるという問題があり、外被層の硬度や厚さを所定範囲に調整することも難しいという問題がある。

また、基体にマットを巻き付けたＦＲＰコアでは、円筒度を良好に確保して、使用状態での回転時の円周振れを抑制することが困難である。

このほか、外被層を研磨して表面を滑らかにする仕上げ加工ができず、使用に伴いマットの外面が傷付いたりマットが基体から捲れたりした場合、旋盤で研削して補修することができないという問題もある。

そこで、この発明は、簡単に精度よく表面が滑らかとなるように製造でき、外被層の損傷の補修も可能なウレタン被覆ＦＲＰコアを提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、この発明は、ＦＲＰ製の基体の外周に最表面をなすウレタンの外被層が形成された円筒形状のＦＲＰコアにおいて、前記基体の表面と液状ウレタンの注型成形層である外被層の間に、基体の表面を平滑化するように覆う下地処理層が設けられているものとしたのである。

また、前記下地処理層は、前記基体から液状ウレタンへの空気の移動を阻止する第１層と、前記基体と外被層との接着性を高めるための第２層とから成るものとしたのである。

また、前記下地処理層の膜厚は、第１層が８〜１５μｍ、第２層が２０〜４０μｍであるものとしたのである。

この発明に係るウレタン被覆ＦＲＰコアでは、表面に下地処理層を形成した基体を金型に入れて、液状のウレタンを金型の内径面と基体表面の下地処理層の隙間に注入した後、ウレタンを硬化させることにより、均一な厚さの外被層を簡単に形成することができ、その際、基体の表面やその少し内周側にピンホール等の窪みやボイドが存在しても、下地処理層で空気の移動が阻止されて、平滑な状態に保持された下地処理層の表面に外被層が形成されるので、外被層がなす最表面が非常に滑らかで、円筒度が良好なものとなり、回転時の円周振れも抑制することができる。

また、ウレタンの材質を替えることで、外被層の硬度を調整して、高硬度の外被層を形成することができるほか、金型の内径面と基体の表面の隙間を調整することで、外被層を任意の厚さとすることができ、非常に薄い外被層を形成することもできる。

さらに、外被層の表面を研磨して任意の表面粗さに仕上げることができ、外被層の表面を極めて滑らかに仕上げることができるほか、使用により外被層の表面が傷付いても、外被層を旋盤で研削して補修することができる。また、同様にして何度でも外被層を形成することができる。

この発明に係るウレタン被覆ＦＲＰコアの端面寄り部分を示す斜視図 ウレタン被覆に使用する金型を示す縦方向断面図 同上の金型への基体の挿入状態を示す縦方向断面図 同上のウレタンの注入過程を分断して示す縦方向拡大断面図 同上の（ａ）下地処理層なしでウレタンを注入した製品の一部拡大断面図、（ｂ）下地処理層を設けてウレタンを注入した製品の一部拡大断面図

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に示すように、ウレタン被覆ＦＲＰコア１は、各種機能性フィルム、金属箔、特殊紙等を巻き取るために使用されるものであり、ＦＲＰ製の円筒形の基体１１の外周に、ウレタンの外被層１２を下地処理層１３を介して形成した構成とされている。

図２は、このウレタン被覆ＦＲＰコア１の製造において使用する金型２を示す。金型２は、円筒形状であって、その内径が製品となるＦＲＰコア１の外径よりも大きいものとされ、軸線が縦向きとなるように支持される。両端面を閉塞する底壁及び天壁の内面には、後述のように基体１１を保持するための凸部２３がそれぞれ設けられている。

このような金型２を使用してＦＲＰコア１を製造する際には、図３に示すように、基体１１の表面にプライマーを塗布して下地処理層１３を形成した後、金型２に基体１１を軸線が縦向きとなるように挿入する。

そして、金型２への基体１１の挿入に際し、基体１１の両端面の開口部がそれぞれ金型２の底壁及び天壁の凸部２３に嵌まり込むようにすると、基体１１が金型２の内部空間の所定位置に保持され、金型２の内径面と基体１１の表面の間には、所定の隙間２４が設けられた状態となる。

この状態で、図４に示すように、金型２の注入口２１から外被層１２の材料である液状のウレタン１２ａを隙間２４に注入し、隙間２４の内部の空気をウレタン１２ａの上昇に伴い排出口２２から押し出しながら、隙間２４にウレタン１２ａを充填する。

これに伴い、図１に示すように、ウレタン１２ａは接着剤を用いることなく、それ自身の特性で基体１１の表面の下地処理層１３に密着し、外被層１２を形成する。

なお、下地処理層１３を形成せずに金型２にウレタン１２ａを注入すると、図５（ａ）に示すように、基体１１の表面やその少し内周側にピンホール等の窪みボイドがあった場合、その部分の空気が熱により膨張して外被層１２に気泡が生じ、この気泡が外被層１２の表面の窪みとして露出することがある。この気泡は、外被層１２の内部にも存在しうるため、外被層１２の表面を研磨しても完全に除去することができない。

しかしながら、図５（ｂ）に示すように、基体１１の表面を下地処理層１３で覆っておくと、基体１１にピンホール等の窪みやボイドが存在しても、空気の移動が阻止されて、平滑な状態に保持された下地処理層１３の表面に外被層１２が形成されるので、外被層１２の表面に気泡による窪みが生じる現象が防止される。

ここで、下地処理層１３は、基体１１から液状ウレタンへの空気の移動を阻止する第１層１３ａと、基体１１と外被層１２との接着性を高めるための第２層１３ｂとから成るものとしている。

第１層１３ａの材料としては、メタクリル酸メチルを主剤とするものを用い、第２層１３ｂの材料としては、ポリビニルアルコールを主剤とするものを用いる。

また、下地処理層１３の膜厚は、第１層１３ａが８〜１５μｍ、第２層１３ｂが２０〜４０μｍとなるようにしておく。なお、下地処理層１３の形成に際し、液状の材料をウエス等により手作業で塗布する場合には、第２層１３ｂを複数回に分けて重ね塗りし、極力均一な膜厚になるようにするとよい。

上記のような被覆方法で製造されたＦＲＰコア１では、ＦＲＰ製の基体１１の表面に均一な厚さのウレタンの外被層１２を簡単に形成され、円筒度が良好なものとなり、回転時の円周振れを抑制することができる。

また、図３に示す隙間２４を調整することで、外被層１２を任意の厚さとすることができ、非常に薄い外被層１２を形成することもできる。例えば、基体１１の厚さが６ｍｍ〜７ｍｍの場合、外被層１２の厚さは、１ｍｍ〜３０ｍｍ程度とすることができる。

また、外被層１２の表面を研磨して任意の表面粗さに仕上げることができ、外被層１２の表面を極めて滑らかに仕上げることができる。

例えば、基体１１にガラス繊維の不織布であるガラスマットを巻き付けて滑らかな最表面層に仕上げる従来のＦＲＰコアでは、一般に、表面粗さはＲａ０．５程度であるが、この発明に係るＦＲＰコアでは、研磨加工前の状態でＲａ０．２〜０．５程度となり、研磨加工を施して、これより滑らかに仕上げることもできる。

さらに、ウレタンの材質を替えることで、外被層１２の硬度を調整して、高硬度の外被層１２を形成することができ、外被層１２を様々な色に着色することもできる。

そのほか、使用により外被層１２の表面が傷付いても、外被層１２を旋盤で研削して補修することができ、損傷の程度によっては、外被層１２を削り落とした後、同様にして何度でも外被層１２を形成することができる。

１ ＦＲＰコア
２ 金型
３ 硬化炉
１１ 基体
１２ 外被層
１２ａ ウレタン
１３ 下地処理層
１３ａ 第１層
１３ｂ 第２層
２１ 注入口
２２ 排出口
２３ 凸部
２４ 隙間

Claims (2)

1. ＦＲＰ製の基体(11)の外周に最表面をなすウレタンの外被層(12)が形成された円筒形状のＦＲＰコア(1)において、
   前記基体(11)の表面と液状ウレタンの注型成形層である外被層(12)の間に、基体(11)の表面を平滑化するように覆う下地処理層(13)が設けられており、
   前記下地処理層(13)は、前記基体(11)から液状ウレタンへの空気の移動を阻止する第１層(13a)と、前記基体(11)と外被層(12)との接着性を高めるための第２層(13b)とから成ることを特徴とするウレタン被覆ＦＲＰコア。
2. 前記下地処理層(13)の膜厚は、第１層(13a)が８〜１５μｍ、第２層(13b)が２０〜４０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のウレタン被覆ＦＲＰコア。

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