JPH05286057A - 繊維強化樹脂製めっきロール及びその製造方法 - Google Patents

繊維強化樹脂製めっきロール及びその製造方法

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JPH05286057A
JPH05286057A JP9642592A JP9642592A JPH05286057A JP H05286057 A JPH05286057 A JP H05286057A JP 9642592 A JP9642592 A JP 9642592A JP 9642592 A JP9642592 A JP 9642592A JP H05286057 A JPH05286057 A JP H05286057A
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Japan
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plating
resin
electroless plating
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roll
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JP9642592A
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Inventor
Hiroshi Nakamura
宏 中村
Hitoshi Murotani
均 室谷
Yasuo Shinohara
泰雄 篠原
Koji Yamatsuta
浩治 山蔦
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】炭素繊維強化エポキシ樹脂製のロール素管を成
形し、その表面に炭酸マグネシウムと炭酸カルシウムの
複塩を含有するエポキシ樹脂組成物を用いてめっき用樹
脂層を形成した。ついで、表面の仕上げを行なってか
ら、無電解ニッケル−ほう素合金めっきを層厚み約40
μmになるように行ない、超仕上げにより表面粗度0.
5SのFRP製めっきロールを得た。 【効果】導電層を形成した後に電解めっきの厚付けを行
なう従来法に比して、工程の簡略化とより一層の軽量化
が達成された。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属で表面を被覆された
繊維強化樹脂(以下、FRPと称することがある)製ロ
ール及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】いわゆるFRPは金属材料と比較して比
強度、比剛性が高いという特徴を生かし、工業分野での
使用が活発化し、ロールにも使用され始めた。しかしな
がら、FRP性ロールは金属に比し硬度が低いため被接
触物により傷が生じたり、耐摩耗性に劣るため寿命が短
い。
【0003】また、不良導体であるため被搬送物材質に
よっては静電気が発生するという問題点があるため、F
RP製ロールの表面を金属化して使用することが検討さ
れてきた。この種のロールとして、例えば特開昭61─
194197号公報や特開平2─296008号公報に
記載のものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来のFRP
製めっきロールの製造方法としては、銀などの導電性の
金属粉末により導電性を付与した樹脂をFRP製ロール
素管表面に塗工するか、或いはFRP製ロール素管に金
属製管状体を被せ、その後に電解めっきを施す方法が提
案されている。
【0005】このようにFRP製ロール素管表面を導電
化し、電解めっきを行う方法においては、電解めっきの
特性としてめっき被膜に厚みむらを生じることから、ロ
ールの真円度や真直度などのロール精度を出すため、始
めに電解銅めっき層の厚みを相当厚くして、その後に研
削や研磨により精度を出し、さらに必要に応じて表面を
硬質クロムめっきなどで被覆する方法が採られていた。
【0006】すなわち従来の方法によれば、以下の工程
が必要であった。 1.FRP素管表面を導電化する工程。 2.電解めっきを厚付けする工程。 3.ロール精度出しのため電解めっき層を切削、研削、
研磨する工程。 4.表面を硬質クロムめっき等の所望の金属で被覆する
工程。 5.表面を研磨する工程。
【0007】上記工程から分かるとおり、従来の方法で
は工程が長い上に、切削、研磨代をとるために電解めっ
きの厚付けをする。そのために製造コストが高くなると
いう重大な問題に加えて、厚付けした電解めっきのため
にFRPロールの最大の長所である重量の軽減効果が小
さくなるという問題がある。
【0008】本発明の目的は上記の問題点を解決するた
めになされたものであり、従来の金属めっきされたFR
P製ロールと同等の表面性能を有し、軽量でしかも製造
が容易なFRP製めっきロールを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、繊維強化樹脂
製ロール素管の表面内層に無電解めっき用樹脂層を形成
し、外層に無電解めっき層を形成することを特徴とする
繊維強化樹脂製めっきロールに関する。また本発明は、
次の工程により製作されることを特徴とする繊維強化樹
脂製めっきロールの製造方法に関する。 1.繊維強化樹脂製ロールの素管表面に無電解めっき用
樹脂層を被覆する工程。 2.無電解めっき用樹脂層の表面を仕上げる工程。 3.無電解めっきを施す工程。 4.無電解めっき層の表面を仕上げる工程。
【0010】すなわち、本発明はFRP製めっきロール
のめっき層を無電解めっきのみで形成することを特徴と
するものであり、この方法により前記した問題点を解決
することができることを見出したものである。無電解め
っき(化学めっきと呼ぶこともある)の特徴として、め
っきの付着量に場所むらがない点がある。したがって、
無電解めっきを施す前に真円度や真直度などロール精度
を仕上げておき、その上に無電解めっきを所望厚さまで
施し、ついで表面を研磨し所望の表面精度まで仕上げる
ことにより、めっき層で被覆された繊維強化樹脂製ロー
ルを得るものである。
【0011】以下、本発明を詳細に説明する。FRP製
ロール素管に用いる強化繊維としては従来公知の種々の
繊維を挙げることができる。これらを例示すると炭素繊
維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維やチタニヤ繊維などの
無機質繊維や、ポリアミド繊維やポリエステル繊維など
の有機質繊維などがあり、これらのものを1種類または
2種類以上を組み合わせて用いることができる。また、
これらの繊維の形態については、連続繊維や短繊維ある
いはそれらを組み合わせたものでもよく、必要に応じて
織物状やマット状等に加工したものを用いることができ
る。
【0012】FRP製ロール素管に用いるマトリックス
樹脂は特に制限されるものではなく、従来公知の種々の
樹脂を使用できる。例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、 ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、フ
ェノール樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂、メラミ
ン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニール、ポリスチレン、ABS樹脂、
フッソ樹脂、ポリカーボネート、 ポリエチレンテレフタ
レ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリスルフォ
ン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリフェニレンオキシドやポリフェニレンスルフ
ィド等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。これらの
中でエポキシ樹脂,不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエ
ステル樹脂が取扱い性および性能の面から好ましい。
【0013】FRPロ−ル素管の成形法についても特に
限定はなく、未硬化樹脂が含浸されたシ−ト状プリプレ
グをマンドレルに巻きつけ、加熱・加圧することで成形
するハンド・レイアップ法や、いわゆるプルトル−ジョ
ン法やフィラメント・ワインディング法によって成形す
ることができる。
【0014】FRP製ロール素管の表面に被覆する無電
解めっき用樹脂について説明する。無電解めっき用樹脂
としてはABS樹脂などのように従来から無電解めっき
がよくおこなわれてきた熱可塑性樹脂でもよいが、ロ−
ル素管との接着が良好となるためにはロ−ル素管成形に
用いたマトリックス樹脂と同一か相溶性よい樹脂を主成
分として含むことが好ましい。FRPロ−ル素管の成形
性や性能からエポキシ樹脂をマトリックス樹脂とするこ
とが好適であるが、この場合には無電解めっき用樹脂と
してエポキシ樹脂を主成分とすることが好ましい。
【0015】尚、一般的に無電解めっきの基材への密着
力は基材表面の凹凸によるアンカ−効果と考えられてお
り、めっきと基材とが高い密着性を得るために、無電解
めっきを施す前に、基材表面を酸やアルカリによってエ
ッチングされることが常道として行われている。このエ
ッチングによって良好なアンカ−形態を得るために無電
解めっき用樹脂に無機質の粉粒体を含有させることは有
用な技術である。
【0016】かかる目的に好ましく用いられる無機質の
粉粒体としては、炭酸マグネシウムやドロマイトを例示
することができる。
【0017】無電解めっき用樹脂層の厚みは、作業性か
ら考えて300乃至1500μmが好適である。このよ
うにある程度の厚みをもっためっき用樹脂層を施工する
ためにガラス繊維不織布のような繊維状物に樹脂を含浸
させ施工することで所望厚みのめっき用樹脂層を施工す
ることができる。
【0018】表面が無電解めっき用樹脂により被覆され
たFRP製ロール素管は、旋盤および/または研削盤に
よってロ−ルの真円度や真直度の精度出しを行う。該工
程は何ら特別なものは無く常法によって行われる。
【0019】ロール表面を被覆する無電解めっきについ
て説明する。無電解めっきの種類に特に限定は無く従来
公知の無電解めっきが使用できる。これらを例示すると
ニッケル、銅、コバルト、錫めっきなどの純金属めっき
や、ニッケル−コバルト、ニッケル−りん、ニッケル−
ほう素、コバルト−鉄−りんなどの合金めっき、さらに
はふっ素樹脂粒子や窒化珪素などのセラミックの粒子を
無電解金属めっきと共析させる複合無電解めっきなどが
挙げられる。これらのめっきの1種類、必要に応じて2
種類以上を用いることができる。特に、従来硬質クロム
めっきされていたロ−ルの代替品としては、ニッケル−
ほう素やニッケル−りんなどの合金めっきが硬度や耐食
性の面から好適である。また、特に摺動性が要求される
場合は、ふっ素樹脂粒子をニッケルめっきなどの金属め
っきに共析させる複合めっきが有用である。
【0020】該無電解めっき層の厚みは用途に応じて適
宜選択することができるが、好ましくは5〜100μ
m、さらに好ましくは5〜50μmである。めっき層が
5μm以下の場合には、表面硬度等の表面性能が下地の
めっき用樹脂の影響を受け十分発現しなかったり、最終
の研磨が難しい等の問題がある。また、めっき層が10
0μm以上になるとめっきの内部応力によるクラック発
生の原因になったり、製造において時間的あるいは経済
的に問題となってくる。
【0021】以上の工程によって製造された表面が無電
解めっきによって被覆されたFRP製ロ−ルは最終研磨
工程によって仕上げられる。表面の仕上げには、必要に
応じて超仕上げ、バフ研磨や電解研磨などを行うことが
できる。
【0022】
【実施例】以下、実施例によって具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。
【0023】炭素繊維強化樹脂製ロール素管の成形 外径70mm、長さ1500mmのステンレス製マンド
レルをフィラメントワインディング装置に装着し、該マ
ンドレルに離型剤を塗布した後、炭素繊維を液状のエポ
キシ樹脂組成物に含浸しつつその上にまきつけた。繊維
の巻き付け角度は±16°、巻き付け厚みは3.0mm
とした。繊維と樹脂の体積割合は繊維が60±2%とな
るように樹脂の付着量を調整した。
【0024】ここで、該炭素繊維強化樹脂製ロ−ル素管
の製造において、炭素繊維としては住化ハ−キュレス
(株)製マグナマイト AS4(商品名、弾性率24t
on/mm2 、強度390kg/mm2 )を用いた。エ
ポキシ樹脂組成物としては、エポキシ樹脂として住友化
学工業(株)製スミエポキシ ELA128(商品名、
ビスフェノ−ルAのジグリシジルエ−テル)、硬化剤と
してはユニロイヤル社製トノックス 60−40(商品
名、メタフェニレンジアミンとジアミノジフェニルエ−
テルの共融混合物)を化学量論量配合したものを用い
た。
【0025】上記のマンドレル上に巻き付けられた樹脂
が含浸された炭素繊維を、マンドレルごと熱硬化炉に入
れ、150℃で2時間硬化させた。硬化後マンドレルか
ら脱型し、両端部分の不要部分を切断除去した。さらに
旋盤を用いて表面を切削し炭素繊維強化樹脂製ロ−ル素
管を得た。
【0026】無電解めっき用樹脂の施工 エポキシ樹脂として住友化学工業(株)製スミエポキシ
ELA128(商品名、ビスフェノ−ルA型エポキシ
樹脂)を100重量部、硬化剤として日立化成工業
(株)製HN−5500(商品名、メチルヘキサヒドロ
無水フタル酸)を85部、硬化促進剤として住友化学工
業(株)製スミキュア D(商品名、2,4,6−トリ
ス(ジメチルアミノメチル)フェノ−ル)を1重量部を
混合した。続いて、清水工業(株)製ドロマイトDW3
50(商品名、炭酸マグネシウムと炭酸カルシウムの複
塩)50部添加し攪拌、混合してめっき用樹脂組成物と
した。
【0027】続いて当該樹脂組成物を日東紡績(株)製
フィラメント・マットMF30W(商品名、グラスファ
イバ−フィラメント、目付30g/m2 )に含浸させロ
−ル素管表面全体に貼着した。同様の作業を行いフィラ
メントマットを3枚用いて無電解めっき用のエポキシ樹
脂を施工した。該めっき用エポキシ樹脂とフィラメント
・マットからなる無電解めっき用樹脂層において該フィ
ラメント・マットの割合は重量で5%であった。フィラ
メント・マットを含んだ無電解めっき用樹脂が施工され
たFRP製ロ−ルを加熱炉に入れ、めっき用エポキシ樹
脂組成物を120℃で2時間硬化した。無電解めっき用
樹脂層の厚みは約1.2mmであった。
【0028】無電解めっき用樹脂層表面の仕上げ 無電解めっき用樹脂が施工されたロール表面を研削盤で
仕上げた。仕上げ表面の粗さは5Sに仕上げた。また、
この工程で所望のロ−ル真円度や真直度に仕上げた。こ
の段階でめっき用エポキシ樹脂層の厚みはどの場所でも
300μmから700μmの範囲に入っていた。続い
て、旋盤を用いて表面に約2mmピッチ、幅約1mmで
深さ約200μmのスパイラル溝を掘った。
【0029】無電解めっき 続いて通常の前処理の後に、奥野製薬工業(株)製無電
解めっき液トップケミアロイ B−1(商品名、無電解
ニッケル−ほう素合金めっき)を用いて無電解めっきを
行い、約40μmの厚みにめっきした。
【0030】ロール表面の仕上げ 無電解ニッケル−ほう素合金めっきで被覆された該ロ−
ル表面を超仕上げ機を用いて表面を0.5Sの精度に仕
上げ、無電解ニッケル−ほう素合金めっきによって被覆
されたFRPロ−ルを得た。該ロ−ルの表面硬度はHv
=800であった。また、表面状のスパイラル溝も無電
解めっき用樹脂層に加工したものとほぼ同等のものであ
り使用上問題がなかった。
【0031】
【発明の効果】本発明のFRP製めっきロールは従来の
ものに比較して、電解めっき用の導電層の形成及び電解
めっき層の厚付けの工程が省略されており、製造工程の
簡略化とともに、より一層の軽量化が達成されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16C 13/00 A 8613−3J // B29D 23/00 7344−4F B29K 105:08 (72)発明者 山蔦 浩治 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株式 会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】繊維強化樹脂製ロール素管の表面内層に無
    電解めっき用樹脂層を形成し、外層に無電解めっき層を
    形成してなることを特徴とする繊維強化樹脂製めっきロ
    ール。
  2. 【請求項2】該無電解めっき層の厚みが5〜100μm
    である請求項1記載の繊維強化樹脂製めっきロール。
  3. 【請求項3】次の工程により製作されることを特徴とす
    る繊維強化樹脂製めっきロールの製造方法。 1.繊維強化樹脂製ロール素管表面に無電解めっき用樹
    脂層を被覆する工程。 2.無電解めっき用樹脂層の表面を仕上げる工程。 3.無電解めっきを施す工程。 4.無電解めっき層の表面を仕上げる工程。
JP9642592A 1992-04-16 1992-04-16 繊維強化樹脂製めっきロール及びその製造方法 Pending JPH05286057A (ja)

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PCT/JP1993/000350 WO1993021006A1 (fr) 1992-04-16 1993-03-24 Rouleau de resine renforce de fibres metallisees et procede de production
CA002133660A CA2133660A1 (en) 1992-04-16 1993-03-24 Metal-coated roll made of fiber-reinforced resin and process for production thereof
EP93906814A EP0736369A1 (en) 1992-04-16 1993-03-24 Metallized fiber-reinforced resin roll and production thereof
TW082102296A TW227577B (ja) 1992-04-16 1993-03-26
KR1019940703665A KR950700822A (ko) 1992-04-16 1994-10-14 금속 피복된 섬유 강화 수지제 롤 및 그의 제조방법[Metal-coated roll made of fiber-reinforced resin and process for production thereof]

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0643248A1 (en) * 1993-09-13 1995-03-15 PETOCA, Ltd Fiber reinforced plastics pipe and process for producing the same
JP2003027249A (ja) * 2001-05-10 2003-01-29 Ebara Corp 無電解めっき方法及び装置、並びに基板処理方法及び装置
JP2009052091A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Brother Co Ltd 炭素繊維強化プラスチックからの炭素繊維の脱落防止方法及びその方法を用いて得られる金属被覆炭素繊維強化プラスチック

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