KR100307464B1 - Process for manufacturing a seamless pipe roller and Seamless pipe roller thereby - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Rotary Screen Roller를 제작하는 과정에서 먼저 Master Roller를 만들 수 있어야만 Rotary Screen Roller를 생산할 수 있기 때문에 철 롤러(도면 1)를 머저 철 소재를 사용해서 원통 롤러(도면 1)를 정밀 연마하게 되고, 다시 이 원통 ㄹ롤러(도면 1)는 화공약품에 쉽게 전해되는 동(銅)을 전기분해에 의한 동전주(銅電鑄)로 철 롤러(도면 1)에 0.1mm 두께를 석출시키고, 다시 니켈을 원하는 두께 만큼 석출시키므로써 3중 구조의 원통 롤러(도면 3)가 만들어 지게 된다.In the present invention, in order to produce the Rotary Screen Roller only in the process of manufacturing the Rotary Screen Roller to produce the Rotary Screen Roller, the iron roller (Fig. 1) using the iron material and then the precision grinding of the cylindrical roller (Fig. 1) In addition, this cylindrical roller (Fig. 1) is a coin column obtained by electrolysis of copper, which is easily delivered to chemicals, and deposits 0.1 mm of thickness on an iron roller (Fig. 1). By precipitating to the desired thickness, a triaxial cylindrical roller (Fig. 3) is produced.

이상의 3중 구조를 화공약품에 부식 내지 전해시키는 공정을 가지게 되고, 이때 철재 롤러(도면 1)의 원통 내부는 수지(樹脂)로 된 막(膜)을 가지게 해야 하며, 이 상태에서 동박막(銅薄膜)을 태워 제거하면 철롤러(도면 1)와 니켈 원통 롤러(도면 4)가 깨끗이 분리되게 된다.The above-described triple structure is to be corroded or electrolyzed to chemicals. At this time, the inside of the cylinder of the steel roller (Fig. 1) should have a film made of resin. Iii) burning off, the iron roller (Fig. 1) and the nickel cylindrical roller (Fig. 4) are separated cleanly.

한편 전해 시에는 니켈 표면도 수지(樹脂)로 된 막(膜)을 형성시켜야 보호가 된다. 또한 화공약품으로 전해 시에는 동(銅)과 니켈이 화공약품에 전해된 차이를 응용하여, 동이 니켈보다 훨씬 빠르게 전해되는 차이를 응용한 기법이며, 아울러 니켈 박막 원통 롤러(도면 4)는 사진기술을 이용하여 Master Roller를 만들게 된다.On the other hand, during electrolysis, the nickel surface is also protected by forming a film of resin. In addition, when applying chemicals, copper and nickel are applied to chemicals, and the difference is that copper is delivered much faster than nickel. In addition, nickel thin film cylindrical roller (Fig. 4) is a photographic technique. Make Master Roller by using.

한편으로는 철 롤러에 수지(도면 5)를 동(Cu) 대신에 도포한 후 수지(도면 5) 표면에 질산은(AgNO3)을 석출한 후 니켈 전주(도면 3)를 형성시켜 3중 구조으 원통 롤러를 만듬과 동시에 분리시키는 방법으로는 수지막(樹脂膜)을 약품(인산)에 용해시키므로서 니켈 전주 롤러(도면 4)를 만드는 방법이다.On the other hand, the resin (Fig. 5) is applied to the iron roller instead of copper (Cu), and silver nitrate (AgNO 3 ) is deposited on the resin (Fig. 5) surface, and then a nickel pole (Fig. 3) is formed to form a triple structure. A method of making a cylindrical roller and separating it at the same time is a method of making a nickel pole roller (Fig. 4) by dissolving a resin film in a chemical (phosphate).

Description

이음매없는 파이프 롤러의 제조방법 및 그에 의한 파이프 롤러{Process for manufacturing a seamless pipe roller and Seamless pipe roller thereby}Process for manufacturing a seamless pipe roller and a pipe roller thereby

본 발명은 이음매없는 파이프 롤러의 제조방법 및 그에 의한 파이프 롤러에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 섬유 날염기(捺染機)의 로타리 스크린 롤러(rotary screen roller)의 마스터 롤러(master roller)를 전주 가공(electro forming process)에 의해 제조하는 제조방법과 이방법에 의해 제조된느 마스터 롤러에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a seamless pipe roller and a pipe roller thereby. More specifically, electro-mastering a master roller of a rotary screen roller of a fiber printing machine is performed. It relates to a manufacturing method produced by a forming process and a master roller manufactured by this method.

이와 같은 롤러는 니켈을 열로(裂爐)에서 융해하여 압출(壓出) 성형법에 의해 박막의 원통형으로 제조된다. 이러한 방식으로 제조된 마스터 롤러는 박막의 원통형으로 압출 성형될 때 열상(裂傷)을 동반하기 때문에, 이를 피하기 위해 불가피하게 두껍게 성형될 수밖에 없다. 구체적으로는, 압출 성형법에 의해 제조되는 마스터 롤러는 열상과 같은 결함을 피하기 위해 10mm 이상의 두께를 유지해야 한다. 그러나, 마스터 롤러로서 필요한 두께는 1mm 이하이므로 복수의 연마 공정과 같은 복수의 후처리 공정이 필요하다. 따라서, 마스터 롤러의 후처리 공정 수에 비례하여 불량률 증가 및 생산비의 증가는 물론이고 마스터 롤러의 제조 시간이 길어지게 되며, 결국 마스타 롤러의 생산은 매우 어려운 실정이다.Such a roller melts nickel in a furnace and is produced into a cylindrical shape of a thin film by an extrusion molding method. Since the master roller produced in this manner is accompanied by a thermal image when extruded into a cylindrical shape of a thin film, it is inevitably thickened to avoid this. Specifically, the master roller produced by the extrusion molding method must maintain a thickness of 10 mm or more to avoid defects such as thermal imaging. However, since the thickness required as the master roller is 1 mm or less, a plurality of post-treatment steps such as a plurality of polishing steps are required. Therefore, in addition to the increase in the defective rate and the increase in production cost in proportion to the number of post-treatment process of the master roller, the manufacturing time of the master roller becomes long, and eventually the production of the master roller is very difficult.

종래의 기술에 따른 마스터 롤러는 압출 성형법에 의해 필요한 두께 이상으로 두껍게 제조되기 때문에, 필요한 두께를 확보하기 위해 다수의 연마 가공과 같은 후처리 공정을 거쳐 제조된다. 실제로 압출 성형법에 의해 제조된 마스터 롤러는 약 50% 정도의 불량율을 동반한다. 이와 같은 압출 성형법에 의해 마스터 롤러를 생산하기에는 경비면에서나 시설면에서 많은 비용이 소요됨은 물론, 가공도 또한 쉽지가 않아 호가실한 성공률을 보장 받기가 어려운 실정인 바, 마스터 롤러의 제조에 따른 공정에 많은 시간과 경제적 손실이 수반되는 문제점이 발생하게 된다.Since the master roller according to the prior art is manufactured thicker than the required thickness by the extrusion molding method, it is manufactured through a number of post-processing processes such as a number of polishing processing to secure the required thickness. In fact, the master roller produced by the extrusion method has a defect rate of about 50%. The production of the master roller by such an extrusion method requires a lot of costs in terms of cost and facilities, and also is difficult to process, making it difficult to guarantee a successful success rate. There is a problem that involves a lot of time and economic losses.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 가장 효율적으로 해결하는 것으로서, 마스터 롤러의 제조에 따른 공정을 단순화하되, 높은 성공률을 보장하고, 제조시간 및 경제적 손실을 감소시키는 것에 있다.Therefore, the present invention is to solve these problems most efficiently, and to simplify the process according to the production of the master roller, to ensure a high success rate, to reduce the production time and economic losses.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 실시하기 위한 모재로서의 철재 롤러를 보여주는 도면,1 is a view showing a steel roller as a base material for practicing a preferred embodiment according to the present invention,

도 2는 도1의 철재 롤러의 표면에 동을 피복한 상태를 보여주는 도면,2 is a view showing a state in which copper is coated on the surface of the steel roller of FIG.

도 3은 도 2의 철재 롤러의 표면에 피복된 동 박막층에 니켈을 피복한 상태를 보여주는 도면,3 is a view showing a state in which nickel is coated on the copper thin film layer coated on the surface of the steel roller of FIG.

도 4는 완성된 니켈 롤러를 보여주는 도면,4 shows a finished nickel roller,

도면 5 : 철 롤러 표면에 수지를 도포한 상태를 보여주는 도면.5 is a view showing a state where a resin is applied to the iron roller surface.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 철 롤러 2 : 동(銅) 박막층1: iron roller 2: copper thin film layer

3 : 니켈 박막층 4 : 니켈 롤러3: nickel thin film layer 4: nickel roller

5 : 수지 피복층 6 : 구멍5: resin coating layer 6: hole

이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 구성 및 작용이 상세하게 설명될 것이다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시된 바와 같은 철재 롤러(1)을 이용하여 국제 규격에 부합하는 섬유 날염기(捺染機: a printing machine)에 적용되는 로타리 스크린 롤러(rotary screen roller)의 마스터 롤러를 제조하는 공정은, 철재 롤러의 표면을 정밀하게 연마하는 공정과, 정밀하게 표면 연마된 철재 롤러를 동(Cu)을 이용한 전주 가공에 의해 동 박막층을 형성하는 공정과, 이에 다시 니켈 박막층 사이에 형성된 동(銅) 박막층을 산성 용액 속의 침지에 의한 용해를 통해 제거하는 공정을 포함한다.The process of manufacturing a master roller of a rotary screen roller applied to a printing machine conforming to the international standard using the steel roller 1 as shown in FIG. 1, A process of precisely polishing the surface of the steel roller, a process of forming the copper thin film layer by electroplating using copper (Cu), and a copper thin film layer formed between the nickel thin film layers Removing by dissolution by dipping in an acidic solution.

이들 공정을 보다 구체적으로 살펴보면, 마스터 롤러를 제조하기 위해 순차적으로 전주 가공하기 위한 모재로서 역할을 하는 철재 롤러(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 동 박막층(2)의 두께와 니켈 박막층(3)의 두께를 합한 두께를 가진다. 이 철재 롤러(1)는 다음 공정으로서 동을 이용한 전주 가공을 위한 예비처리공정으로서 전해 연마법, CMP(Chemical Mechanical Polishing)과 같은 표면 연마법에 정밀하게 표면 연마된다.Looking at these processes in more detail, the steel roller (1), which serves as a base material for the sequential electroforming process to manufacture the master roller is the thickness of the copper thin film layer (2) and the nickel thin film layer (3) as shown in FIG. ) Is the sum of the thicknesses. The steel roller 1 is precisely surface polished by a surface polishing method such as electrolytic polishing or CMP (Chemical Mechanical Polishing) as a pretreatment step for electroforming using copper as the next step.

이 철재 롤러(1)는 전해 도금법의 일종인 전주(電鑄) 가공에 의해, 세부적으로 동을 이용한 전주 가공에 의해 약 0.1mm 정도의 두께로 동 박막층(2)을 형성하게 된다(도 2 참조). 이 동 박막층(2)을 가진 철재 롤러(1)는 그 표면의 동 박막층(2)이 약 0.03mm 정도의 두께를 가지도록 정밀하게 표면 연마된다. 약 0.03mm 정도의 두께로 형성된 동 박막층(2)은 후술하는 니켈 박막층과 모재인 철재 롤러와의 분리를 위해 형성된 것이다.This steel roller 1 forms the copper thin film layer 2 to the thickness of about 0.1 mm by the electroplating process which is a kind of electroplating method, and the electroplating process using copper in detail (refer FIG. 2). ). The steel roller 1 having the copper thin film layer 2 is precisely surface polished so that the copper thin film layer 2 on the surface thereof has a thickness of about 0.03 mm. The copper thin film layer 2 formed to a thickness of about 0.03 mm is formed to separate the nickel thin film layer described later and the steel roller which is the base material.

철재 롤러(1)의 표면에 형성된 동 박막층(2)의 표면이 정밀하게 연마되고 나면, 그 동 박박층(2)의 표면에 니켈을 이용한 전주 가공을 실시하여 니켈 박막층(3)이 형성된다. 그리고 나서, 동 ㅂ가막층에 형성된 니켈 박막층(3)의 표면이 정밀하게 연마된다. 그 결과 3중 구조의 롤러가 형성된다(도 3 참조).After the surface of the copper thin film layer 2 formed on the surface of the steel roller 1 is precisely polished, the nickel thin film layer 3 is formed by electroplating using nickel on the surface of the copper foil layer 2. Then, the surface of the nickel thin film layer 3 formed on the copper thin film layer is precisely polished. As a result, a roller having a triple structure is formed (see FIG. 3).

이와 같이 3중 구조의 롤러에서 철재 롤러의 표면과 니켈 박막층 사이에 형성된 동(銅) 박막층(薄膜層)이 제거된다. 이를 위해, 3중 구조의 롤러는 질산을 주성분으로 하는 산성 용액에 침지된다. 따라서, 동 박막층이 용해되면서 제거된다.In this manner, the copper thin film layer formed between the surface of the steel roller and the nickel thin film layer is removed from the roller having the triple structure. For this purpose, the roller of the triple structure is immersed in an acidic solution mainly composed of nitric acid. Thus, the copper thin film layer is removed while being dissolved.

또한, 3중 구조의 롤러를 산성 용액 속에 침지하기 전에, 최외층인 니켈 박막층(3)의 용해를 방지하기 위해서 니켈 박막층(3)의 표면에 수지가 도포되고 나서 약 200℃에서 열경화처리된다. 그 결과, 니켈 박막층(3)은 산성 용액의 침지에 따른 용해로부터 보호된다. 그리고 철재 롤러(1)의 내주면도 같은 방법에 의해 도포된 수지에 의해 보호된다.In addition, before the roller of the triple structure is immersed in an acidic solution, a resin is applied to the surface of the nickel thin film layer 3 to prevent dissolution of the nickel thin film layer 3, which is the outermost layer, and then thermally cured at about 200 ° C. . As a result, the nickel thin film layer 3 is protected from dissolution due to the immersion of the acidic solution. And the inner peripheral surface of the steel roller 1 is also protected by resin apply | coated by the same method.

한편, 동(銅) 박막층의 용해를 가속화시키기 위해서, 도 3에 도시된 바와 같이, 니켈 박막층(3)에 작은 구멍(6)을 뚫어서 산성 용액이 그 구멍(6)을 통해 쉽게 스며들게 한다. 따라서, 동 박막층(2)이 보다 빠른 용해에 의해 제거될 수 있다.On the other hand, in order to accelerate the dissolution of the copper thin film layer, as shown in FIG. 3, a small hole 6 is drilled in the nickel thin film layer 3 so that the acidic solution easily penetrates through the hole 6. Therefore, the copper thin film layer 2 can be removed by faster dissolution.

이런 방식으로 동 박막층(2)이 제거되면, 철재 롤러(1)와 니켈 박막층(3)의 분리가 이루어진다. 따라서, 분리된 니켈 박막층(3)은 중공의 파이프 모양의 니켈 롤러로 된다. 그 후, 니켈 롤러의 표면에 형성된 작은 구멍(6)은 납 또는 전도성 수지와 같은 저융점 충전재에 의해 메워진다. 충전재에 의해 메워진 니켈 롤러는 중크로산염을 주성분으로 하는 산화제 용액에 침지되어 그 표면이 산화되어 이형(離型)박막층으로서의 역할을 하는 산화 피막을 형성한다. 이 이형 박막층에 니켈을 이용한 전주 가공을 실시하여 니켈 박막층을 재차 형성한다. 이 후에 , 충전재에 의해 메원진 니켈 롤러의 이형(離型) 박막층 상에 형성된 다른 니켈 박막층을 물리적인 가압에 의해 분리함으로써, 도 4에 도시된 바와 같은 니켈 롤러(4)가 제조된다.When the copper thin film layer 2 is removed in this manner, the steel roller 1 and the nickel thin film layer 3 are separated. Thus, the separated nickel thin film layer 3 becomes a hollow pipe-shaped nickel roller. Thereafter, the small holes 6 formed in the surface of the nickel roller are filled with a low melting point filler such as lead or conductive resin. The nickel roller filled with the filler is immersed in an oxidant solution containing bichromate as a main component, and its surface is oxidized to form an oxide film serving as a release thin film layer. The release thin film layer is subjected to electroforming using nickel to form the nickel thin film layer again. Thereafter, the nickel roller 4 as shown in Fig. 4 is manufactured by separating the other nickel thin film layer formed on the release thin film layer of the mejinjin nickel roller by the physical filler by the physical pressing.

다른 한편, 도 5에 도시된 바와 같이 철 롤럴 표면에 수지를 동(Cu) 대신에 도포한 후 그 수지 표면에 질산은(AgNO3)을 석출한 후 니켈을 이용한 전주 가공을 실시하여 3중 구조의 원통롤러가 제조된다. 그 후에 도포된 수지 박막층을 인산과 같은 산성 용액에 침지시켜 용해시키므로서 도 4에 도시된 바와 같은 니켈 롤러를 제조할 소도 있다.On the other hand, as shown in FIG. 5, after the resin is applied to the iron roller surface instead of copper (Cu), the silver nitrate (AgNO 3 ) is deposited on the resin surface, followed by electroplating using nickel to give a triple structure. Cylindrical rollers are manufactured. Thereafter, a nickel roller as shown in FIG. 4 may be produced by dipping and dissolving the applied resin thin film layer in an acidic solution such as phosphoric acid.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 전주 가공에 따른 시간 등과 같은 가공조건을 쉽게 바꿀수 있고, 그에 따라 니켈 롤러의 직경, 두께 등과 같은 치수가 쉽게 조절될 수 있다. 또한, 니켈 롤러는 이음매없이 제조될 수 있어서 고온ㆍ고압에 잘 견디며, 압출 성형법에 의해 제조되기 까다로운 다품종 소량의 니켈 롤러가 제조될 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to easily change the processing conditions, such as the time according to the electric pole machining, and accordingly the dimensions such as diameter, thickness, etc. of the nickel roller can be easily adjusted. In addition, nickel rollers can be produced seamlessly, which can withstand high temperatures and high pressures, and can produce a small amount of a multiplicity of nickel rollers that are difficult to be produced by an extrusion method.

비록 본 발명은 전술한 실시예만을 상세하게 설명하고 후술하는 청구범위에 기재에 의해 보호범위를 설정하지만, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당저자라면 본 발명을 용이하게 수정 및 변경할 수 있으며, 그 수정 및 변경은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석될 것이다.Although the present invention describes only the above-described embodiments in detail and sets the scope of protection by the following claims, those skilled in the art can easily modify and change the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. Modifications and variations are intended to be interpreted as falling within the scope of the present invention.

Claims (7)

a) 철재 롤러의 표면을 정밀가공하는 표면 가공단계; b) 상기 a) 단계에 의해 표면 가공된 철재 롤러의 외주면 상에 동을 이용한 전주 가공에 의해 동 박막층을 형성하는 동 박막층을 형성하는 동 박막층 형성단계; c) 상기 b) 단계에 의해 형성된 동 박막층 상에 니켈을 이용한 전주 가공에 의해 니켈 박막층을 형성하는 니켈 박막층 형성단계; d) 상기 c) 단계에 의해 형성된 니켈 박막층을 가진 철재 롤러를 산성 용액에 침지시켜 b) 단계에 의해 형성된 동 박막층을 제거하는 동 박막층 제거단계; e) 상기 d) 단계에 의해 제거된 동박막층 상의 니켈 박막층을 상기 a) 단계에 의해 표면 가공된 철재 롤러와 분리시키는 니켈 박막층 분리단계;a) surface processing step of precise processing of the surface of the steel roller; b) a copper thin film layer forming step of forming a copper thin film layer for forming a copper thin film layer by electroplating using copper on an outer circumferential surface of the steel roller surface processed in step a); c) a nickel thin film layer forming step of forming a nickel thin film layer by electroforming with nickel on the copper thin film layer formed by step b); d) a copper thin film layer removing step of removing the copper thin film layer formed by step b) by immersing the iron roller having the nickel thin film layer formed by step c) in an acidic solution; e) a nickel thin film layer separation step of separating the nickel thin film layer on the copper thin film layer removed by step d) from the steel roller surface-treated by step a); f) 상기 e) 단계에 의해철재 롤러와 분리된 니켈 박막층을 산화제 용액에 침지시켜 그 표면을 산화시켜 이형(離型) 박막층을 형성하는 이형 박막층 형성단계; g) 상기 f) 단계에 의해 형성도니 이형 박막층 상에 니켈을 이용한 전주 가공에 의해 니켈 박막층을 형성하는 니켈 박막층 형성단계; 및 h) 상기 g) 단계에 형성된 니켈 박막층을 물리적인 가압에 의해 상기 e) 단계에 의해 형성된 니켈 박막층과 분리시켜 니켈 롤러를 제조하는 단계를 포함하는 이음매없는 파이프 롤러의 제조방법.f) a release thin film layer forming step of dipping the nickel thin film layer separated from the steel roller by the step e) in an oxidant solution to oxidize the surface to form a release thin film layer; g) a nickel thin film layer forming step of forming a nickel thin film layer by electroforming using nickel on the mold release thin film layer formed by the step f); And h) separating the nickel thin film layer formed in the step g) from the nickel thin film layer formed by the step e) by physical pressurization to produce a nickel roller. 제 1 항에 있어서, 상기 d)단계의 산성 용액은 주성분이 질산인 것을 특징으로 하는 이음매없는 파이프 롤러의 제조방법.The method of claim 1, wherein the acid solution of step d) is nitric acid as a main component. 제 1 항에 있어서, 상기 b) 단계에 의해 형성된 동 박막층의 표면을 연마하는 동 박막층 표면 연마단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이음매없는 파이프 롤러의 제조방법.The method of manufacturing a seamless pipe roller according to claim 1, further comprising a copper thin film layer surface polishing step of polishing the surface of the copper thin film layer formed by step b). 제 1 항에 있어서, c') 상기 c) 단계에 의해 형성된 니켈 박막층의 표면과 상기 철재 롤러의 내주면 상에 수지를 도포하는 수지 도포단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이음매없는 파이프 롤러의 제조방법.The method of claim 1, further comprising a resin coating step of applying resin on the surface of the nickel thin film layer formed by the step c) and the inner circumferential surface of the steel roller. . 제 4 항에 있어서, c') 상기 c) 단계에 의해 수지가 도포된 형성된 니켈 박막층에 복수의 구멍을 천공하는 구멍 천고단계를 더 포함하며; e') 상기 e) 단계에 의해 분리된 니켈 박막층에 남아잇는 구멍을 저융점 전도성 재료로 충전시키는 구멍 충전단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이음매없는 파이프 롤러의 제조방법.The method of claim 4, further comprising c ') a hole-punching step of drilling a plurality of holes in the formed nickel thin film layer coated with the resin by step c); e ') a method of manufacturing a seamless pipe roller, the method comprising the step of filling a hole remaining in the nickel thin film layer separated by step e) with a low melting conductive material. 제 1 항에 있어서, 상기 f)단계의 산화제 용액은 중크롬산염을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 이음매없는 파이프 롤러의 제조방법.The method of claim 1, wherein the oxidant solution of step f) is made of dichromate as a main component. 상기 제1항 내지 제3항, 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 따른 이음매없는 파이프 롤러의 제조방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 이음매없는 파이프 롤러의 제조방법.A method for producing a seamless pipe roller, characterized in that it is manufactured according to the method for producing a seamless pipe roller according to any one of claims 1 to 3 and 4 to 6.
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