JPH047378Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案は、プラスチツク基材上にセラミツク皮
膜を一体的に有するために高速回転時の強度に優
れ、耐摩耗性および平滑性に優れたローラーに関
するものである。

〔背景技術〕

ローラーは製紙、製鉄、繊維等の各種工業用に
使用され、従来よりその材質としては構造用合金
鋼あるいは前記鋼材製ローラーの回転外表面にメ
ツキあるいは溶射法により、硬質クロム等のコー
テイングを施したローラーが使用されている。し
かし、これらのローラーではローラー内に硬い異
物をはさみこんだ場合、ローラー表面が損傷を受
け凹凸状の傷ができ、製品表面に欠陥を与えてし
まい、直ちに予備ロールと交換せねばならず、製
品品質および作業能率の低下につながるなどの問
題点があつた。このような耐摩耗性不足を克服す
るために、セラミツク材料の溶射も施されている
が、この場合でも金属ロールとセラミツク材料と
の膨張係数の差などにより、早期に亀裂ないしは
剥離がおこる場合があつた。

さらに金属ロールの場合には、回転数が高速の
もので750rpm程度になるため、長時間使用して
いるうちに、ロールの自重により真円度が損なわ
れ、振動、騒音等がおこる不都合が生じ、更に高
速回転した場合、遠心力による破壊を生じる。こ
のため重量が軽く、かつ耐摩耗性に優れたローラ
ーの開発が要望されている。一方、重量を軽くす
ることを目的として、ローラー本体にプラスチツ
ク材あるいは繊維強化プラスチツク材を用いた場
合には、その材料硬度が低いため、本質的に研削
等の加工による表面平滑性を得ることが出来ない
等の問題があつた。

〔考案の目的〕

そこで本考案者等は高速回転出来るように軽量
にして激しい摩耗条件下での使用に於ても十分な
耐摩耗性を有し、更に表面平滑性を有するローラ
ーを開発することを目的として種々検討した結
果、軽量なプラスチツクあるいは強化プラスチツ
クの表面上にセラミツク皮膜を一体的に有する構
造を用いれば、その目的を達成しうることを見出
し本考案を完成した。

〔考案の構成〕

すなわち本考案の要旨とするところは、プラス
チツク材あるいは強化繊維プラスチツク材からな
るローラー上に有機高分子材料と無機質材料から
なるアンダーコート層、その上にセラミツク皮膜
を一体的に有する耐摩耗性、表面平滑性に優れる
ローラーにある。

また、特に高速回転して用いるタツチローラー
等の用途には、そのローラー本体の材質が強化プ
ラスチツク材であり、その強化繊維に炭素繊維を
用いれば好都合である。

本考案を実施するに際して用いるプラスチツク
としては、エポキシ、不飽和ポリエステル、フエ
ノール、アルキド等の熱硬化性樹脂の他、ナイロ
ン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアセ
タール、ポリエーテルサルホン、PET、PBT等
の熱可塑性樹脂を用いることができる。また強化
繊維プラスチツクに用いる補強繊維としては炭素
繊維、シリコンカーバイド繊維、芳香族ポリアミ
ド繊維、ホウ素繊維、チタン酸カリ繊維、ガラス
繊維等をその具体例として挙げることができる
が、特に炭素繊維を主体とするものが好ましい。
またセラミツク素材としてはアルミナ、チタニ
ア、アルミナ・チタニア、酸化クロム、酸化ニツ
ケル、酸化コバルト、ジルコニア、ジルコン酸マ
グネシウム、スピネル、酸化セシウム等の酸化
物、タングステンカーバイド、シリコンカーバイ
ド、クロムカーバイド、チタンナイトライド、シ
リコンナイトライド、ジルコニウムナイトライ
ド、ボロンナイトライド等の炭化物、窒化物が用
いられる。

以下本考案を、図面に基づいて詳細に説明す
る。まず、ポリアセタールマトリクス樹脂と炭素
繊維の短繊維からなる成形材料を射出成形機を用
いてフローモールデイングによりローラー１を製
作した。

このローラー１の外表面をサンドブラスト処理
し粗面化した後、この面に無機質材料のカーボニ
ルニツケル粉と有機高分子材料のウレタン樹脂か
らなるアンダーコート層２をスプレー塗装した。
なお、この際の硬化条件はオーブン中で90℃−30
分間であつた。この下地処理を施したローラーを
自転し、かつ上下直進運動をおこなう治具に取付
け、全面にプラズマ溶射法にてアルミナ・チタニ
ア（40％）パウダーを溶射し、約200μの厚さに
被覆３した。

なお、この時に用いた溶射機はプラズマダイン
社製のものを用い、主たる溶射条件はアーク電源
が100V−400Aであり、アークガスがHeとArの
混合ガスであつた。また溶射ガンのトラバースス
ピードは５ｍ／minであり、回転治具の回転スピ
ードは100rpmであつた。溶射後、表面粗さ0.1μ
に表面研磨によつて仕上げ目的とするローラーを
得た。

本考案のローラーは、強化繊維プラスチツクな
いしはプラスチツクからなるローラー上に有機高
分子材料と無機質材料からなるアンダーコート
層、その上に一体的に形成せしめたセラミツク皮
膜を有するため、密度が2.0ｇ／c.c.未満ときわめ
て軽量であり、したがつて、５万rpmで６ケ月間
の連続運転を行なつても騒音や振動がおこらな
い。また従来の硬質クロムメツキを施したローラ
ーと本考案のローラーとを６ケ月使用後、比較し
た結果、ローラーの摩耗量を重量減量法で測定す
ると、本考案品では0.20mg／cm²であるのに対し、
従来のクロムメツキローラーでは0.70mg／cm²とな
り、また表面硬度はビツカース硬度でクロムメツ
キローラーは600に対し本考案は850であることが
判明し、さらに本考案品ではローラー回転外表面
には傷は全く観察されず、耐摩耗性ならびに表面
平滑性に優れるローラーとすることができた。又
ローラーに棒で衝撃を加えてもセラミツク皮膜は
強固に固着しており、剥離はなかつた。

一方比較のためにアンダーコート層を省略して
製造したローラーは、同じような衝撃を加えると
セラミツク皮膜が簡単に剥離した。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案のローラーの斜視図である。 １……プラスチツクまたは強化繊維プラスチツ
クローラー、２……アンダーコート層、３……セ
ラミツク皮膜。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. プラスチツク材あるいは強化繊維プラスチツク
   材からなるローラー上に有機高分子材料と無機質
   材料からなるアンダーコート層、その上にセラミ
   ツク皮膜を一体的に有する耐摩耗性、表面平滑性
   に優れるローラー。