JPS61217566A - ロ−ラ− - Google Patents

ロ−ラ−

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Publication number
JPS61217566A
JPS61217566A JP6018285A JP6018285A JPS61217566A JP S61217566 A JPS61217566 A JP S61217566A JP 6018285 A JP6018285 A JP 6018285A JP 6018285 A JP6018285 A JP 6018285A JP S61217566 A JPS61217566 A JP S61217566A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roller
layer
metal
cylindrical body
carbon fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6018285A
Other languages
English (en)
Inventor
Kan Okaya
岡屋 勘
Masatoshi Takei
武居 正俊
Kinuko Suzuki
鈴木 衣子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP6018285A priority Critical patent/JPS61217566A/ja
Publication of JPS61217566A publication Critical patent/JPS61217566A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業の利用分野」 本発明に複合材料を用いて円筒状物を作り、その表面に
金践被覆処理を施すことによって得らnる軽量かつ剛性
の高いローラーに係るものである。
〔従来の技術〕
近年、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維を
補強材として、こnらに樹脂を含浸させて成形した複合
材料が多分野にわ九って使用さnている。−万、諸機械
に使われているローラーに、金属製のものが殆んどであ
り、その高い剛性、表面硬度及び寸法精度にエリ優nた
性能を発揮して米た・ しかし、金属はその重さから、フィルム等薄膜製造装置
の搬送用ローラーとして利用する場合、比較的軽いアル
ミニウム製であっても、長尺物になると自重によるtわ
み並びに走行フィルムの急停止、変速に対する追従性不
要等により、高品質の製品を得ることが困難である。
かかる理由から高剛性、軽量化を目的とじて前記複合材
料から樵々ローラー作成を行うことが試みらnてきた。
特にその高い性能から炭素繊維複合材料が注目さn、そ
の応用技術検討が進められている。例えば(イ)炭素繊
維にエポキシ樹脂を含浸させて作成したロール(特開昭
51−58304号公報)、(ロ)薄肉のアルミニウム
管から成る金属ローラーシェルの内周面にシェルの軸方
向に配列した炭素繊維プリプレス樹脂含浸シート)全貼
着することによって軽量化したロール(特公昭59−4
5843号公報)などが提案さnている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記(イ)のローラーに、炭素繊維の肩する特性を利用
して高剛性及び軽量化の目的に充分達成しているが、使
用の過程に於てローラーの表面が炭素繊維及び樹脂のた
め摩耗し易く、表面繊維が毛羽立ちを生じ、ローラー及
びローラー表面に接触するフィルム膜全損傷する欠点含
有している。
又(ロ)のローラーはあくまでもアルミニウム管による
ローラーの補強用に炭素繊維プリプレグ金剛いたもので
、充分な軽量化は達成できない。又、率に内周面に貼着
し文だけでに、使用時の僅かな歪みに=9プレプレグが
剥離し効果が消失する。
本発明者等は、上記問題点全解決すべく種々検討し友結
果、次に述べる方法によって高剛性。
軽量にして表面特性の優−n友ローラー會得ること全可
能にした。
〔問題点を解決する友めの手段〕
本発明の要旨とするところに、炭素繊維トウ強化複合材
料からなる円筒状物の表面が内層二り溶射のための下地
処理層、金属溶射処理層・好適には更に硬質金属メッキ
層で被覆さnてなるロー2−にある。
本発明のローラーの製造法は、炭素繊維トウを補強繊維
とし、該繊維に熱硬化性樹脂を含浸せしめた後、熱硬化
させて円筒全作成し、次いで円筒表面を研磨してローラ
ーとしての形状及び寸法精度を形成させる。然る後に円
筒表面に金属全被覆することに↓クローラー全完成させ
る。かくして得らまたローラーに炭素繊維複合材料の特
徴である軽量にして高い剛性を有し、かつ表面が金属に
て被覆されているため表面硬度が高く耐摩耗性も優詐る
上記ローラーの素管を作成する方法は、例えば本発明者
らが先に提案し友ように補強材料となる繊維トウにエポ
キシ系樹脂t−フィラメント・ワインディング機に掛け
て、マンドレルに徨々方向を定めて最内層にマンドレル
軸に対して90°万同、中層に5〜45°交互に、最外
層に再び90°万同に近い角度で捲付けて所定厚さの円
筒を形成、引続いて熱硬化させてマンドレルを引抜いて
完成する。
このようにして得ら−rteローラーに第1図に示す円
筒状物10両端にローラーの回転軸となるジャーナル2
を接着して取付はローラーの原形を作る。
以下、金属表面処理について述べる。
表面処理の合理化、金属の多様化全目的として、本発明
でに金属を溶射して表面に密着させる手段を用いる。第
2図はその構成を示すものであるが、ローラー表面層1
0表面に金属が溶射した場合、ローラー表面層1に強く
密着させるための下地処理を施す必要があり、このため
にに、例えば、熱伝導率がcLo O1cab−an−
” −Bec−”da t−”以上で式λ−8≧α05
(λ:熱伝導率、8 : m”/fで表わさnる表面積
)全満足する扁平状でない無機フィラー、あるいは表面
が複雑な凹凸を有する無機フィラーなどの特殊形状の金
属又は無機粉を熱硬化型樹脂と配付して表面に3の如く
付着、熱硬化させる。然る後、電気アーク法、ガス法、
プラズマ法等によって所定の金属を溶射することにより
金属層4を形成させる。この場合、溶射する金属にメッ
キ法と違って如何なる金属でも可能である。ただ、硬度
、耐腐蝕性及び溶射加工性等を考慮すると、ステンレス
鋼、鉄モリブデン鋼、銅ニッケル付会、超硬度全組う場
合にはタングステンカーバイド鋼などが適用さnる。所
定の厚さに溶射しt金属層はそのままでに表面が凸凹の
tめローラーとしての機能を果せず、表面研磨によって
均整な面性を得る。
上記金属溶射による表面処理は、溶射加工の性質で)ら
第2図に示す如く、気孔5が金属溶射層4内に散在する
。このため第3図に示す如く表面研磨しt場合、気孔に
よる凹み5′が研磨後表面に出て完全な平面性が得ら扛
ない。特にローラーの用途が写真フィルム、磁気テープ
の如き極薄高品位フィルムの製造工程に適用さnる場合
、凹み5′はフィルムの品質全損ねる。
本発明者等は、かかる気孔による凹み5′を除去、即ち
封孔を行うべく、金属溶射層表面に電解メッキにより硬
質クロムt−被覆することに上って解決し几。即ち、第
4図に示す如く金属溶射層4を研磨後、硬質クロム層6
を電解メッキによって設け、然る後、第5図に示す如く
硬質クロム層全研磨するとクロム層6が無気孔のため研
磨後の最表面は完全なる平面7が得られ、しかも硬質ク
ロムのため充分なる硬度を有する。
又、表面が金属であるため静電気が発生しても蓄積する
ことにない。
次に上記ローラー物性として負荷がかかつ友場合の曲げ
剛性は、本発明にて示した如き捲き構成によると、補強
繊維の物性及び樹脂構成によっても異るが、炭素繊維ト
ウや一部芳香族ポリアミド繊維、ガラス繊維が含まlr
L友炭素炭素繊維トウ主体き構成の場合、材料(交互捲
き長さ方向)の弾性が45〜16トン/繻2と非常に高
く、このことに、最も軽いアルミニウムの7トン/■2
に較べてはるかに優n友剛性を示すものであり、円筒に
成形しても円筒軸方向の曲げ剛性Ckzが高いことt水
製するものである。次にかかる少なくとも炭素繊維トウ
に工って捲かn成形加工さnた円筒の熱膨張係数が極め
て低く、−30℃〜130℃の範囲に於て、円筒軸方向
で−1,2X 10−” −t 5 X 104/ ℃
、周方liilTim2.5X 10−〜&OX 10
−’ /’℃(夫々−30℃〜120℃間)となり、こ
のことは円筒の表面に銅、ニッケル、クロム等の金属金
被覆しても加熱によって被覆金属が破壊することがない
特徴を有する。
〔実施例J 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例1 炭素繊維(平均直径8μm)が6000本より成るトウ
を、フィラメント・ワインディング機に掛け、エポキシ
系樹脂液槽に入nて樹脂金浸漬後、直径70簡の鋼鉄製
マンドレル軸に対して90°方同に、中間層には11°
交互に、最外層には再び90°万同に捲くことにより、
炭素繊維体積含有率59%、肉厚51II+の円筒全形
成させt後、140℃にて180分間熱処理し、冷却後
マンドレルを引抜いて、内径70■、外径80膳の円筒
を得た。こ1rLt−長さ20001IIIに切断して
アルミニウム及び鉄芯にて作成しtジャーナルを円筒両
端に接着固定した。
然る後、円筒表面を研磨し、次いでクラスター状ニッケ
ル70wt%、エポキシ系バインダー30 wtチから
なる配合剤全円筒表面に塗布、熱硬化せしめた。かかる
処理を施した円筒表面に8U日ステンレス1lll線材
t−酸素アセチレンガス焔溶射法にLv、厚さα5sm
にコーティング処理をし友。該処理を施し次表面をα3
暉厚さに研削し、更に電解メッキにより硬質クロムをα
1■厚被覆して、研削してα07■厚さに残した。
得ら′r′L友ローラーに、表面硬度(ビッカース硬度
)が800、表面粗度α8Bで耐摩耗性の優れた表面特
性を有してい友、同寸法のアルミニウム製ローラ、−と
諸物性を比較しt値を第1表に示す。
第  1  表 註)上表ローラーに夫々ジャーナルを除いた重量を示す
上記結果エフ明らかな如く、本発明のローラーは、アル
ミニウム製に較べて非常に軽く、熱に対する変形度も低
い。又、曲げ剛性がアルミニウム製より高いため、同じ
曲げ剛性に設定すnばそnだけローラーの直径を小さく
することが可能であp、結果的にローラー重量が約45
チ軽量化となる。
〔発明の効果〕
本発明のローラーに、中味がアルミニウムより軽量でか
つ剛性の高い材質であり、又、表面は高質クロムとうの
硬質金属にて被覆さnているため、非常に均整な表面を
形成し、表面硬度が高く、耐摩耗性に優n、更に金属で
あるためフィルム製造過程に発生する静電気t−工く除
去することが可能な高性能ローラーとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図に、本発明の素管1が補強繊維トウを樹脂によっ
て含浸硬化させた後付材料であり、両端金ジャーナル2
を取付けて作成し次ローラーの断面を示す。第2図は、
素管1の表面に溶射の几め下地処理層3、引続いて金属
溶射層4を形成せしめた断面上水す。第3図は金属溶射
層4の表面を研磨した状態断面を示す。第4図に、第3
図に示し友金属溶射層表面に硬質クロムメッキ層6t−
形成せしめ丸断面を示す0第5図は、@4図に示し九最
表面となる硬質クロム層の表面を研磨して均整な面7を
形成して完成し友ローラー面の断面を示す@ 第 1 図 ! 七四−; 2 1】ン1 第 3 図 6′

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、炭素繊維トウ強化複合材料からなる円筒状物の表面
    が、内層より溶射のための下地処理層、金属溶射処理層
    で被覆されてなるローラー。 2、金属溶射処理層の外層が硬質金属メッキ層で被覆さ
    れてなる特許請求の範囲第1項記載のローラー。 3、炭素繊維トウを巻付けて構成された円筒状物の円筒
    軸方向の材料剛性が6.5トン/mm^2以上である特
    許請求の範囲第1項又は第2項記載のローラー。 4、−30℃〜130℃に於ける円筒状物の熱膨張係数
    が、円筒軸方向で2×10^−^5/℃以下、周方向で
    6×10^−^5/℃以下である特許請求の範囲第3項
    記載のローラー。
JP6018285A 1985-03-25 1985-03-25 ロ−ラ− Pending JPS61217566A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0363887A2 (en) * 1988-10-11 1990-04-18 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Roll formed of carbon fiber composite material
EP0630724A1 (de) * 1993-06-25 1994-12-28 Firma Carl Freudenberg Querschneider
JP2002060922A (ja) * 2000-08-11 2002-02-28 Murata Mfg Co Ltd ガイドローラ及びそれを用いたセラミック電子部品の製造装置並びにそれによるセラミック電子部品の製造方法
DE102008026313A1 (de) 2008-05-21 2009-12-03 East -4D Carbon Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff

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JP4707215B2 (ja) * 2000-08-11 2011-06-22 株式会社村田製作所 ガイドローラ及びそれを用いたセラミック電子部品の製造装置並びにそれによるセラミック電子部品の製造方法
DE102008026313A1 (de) 2008-05-21 2009-12-03 East -4D Carbon Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff
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