WO1993021006A1 - Rouleau de resine renforce de fibres metallisees et procede de production - Google Patents

Description

明 細 書 金属被覆された繊維強化樹脂製 一ルおよび その製造方法

〔技術分野〕 ~

本発明は金属で表面を被覆された繊維強化樹脂 （以下 F R P という こ とがある） 製ロールに関する。

〔背景技術〕

F R Pは金属材料と比較して比強度、 比剛性が高いと いう特長を活かし、 工業分野での使用が活発化し、 口一 ルにも使用され始めた。 しか しながら、 F R P製ロール は金属に比べて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、 さ らに不良導体 であるため被搬送物の材質によ っては静電気が発生する という 問題点がある。 そのために F R P製ロールの表面 を金属によ って被覆した F R P製ロールが有用になって きている。 この種の F R P製ロールと しては、 例えば、 特開昭 6 1 — 1 9 4 1 9 7 号公報ゃ特開平 2 — 2 9 6 0 0 8 号公報に提案されている ものがある。

これらの従来の F R P製ロールの製造においては、 銀 な どの導電性の金属粉末を混合する こ とによ り導電性を 付与した樹脂を F R P製のロール素管の表面に塗工し、 電解めつ きするか、 或いは金属製の管状体を F R P製の ロール素管に被せて、 その後に電解めつ きする等の手法 が行われている。

F R P製ロール素管の表面を導電化し、 電解めつきを 行う製造法においては、 電解めつきの特性としてめつき 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、 始めに電解めつき層 の厚みを相当厚く して、 該めつき曆を研削や研磨するこ とにより精度を出し、 さらに必要に応じて表面を硬質ク ロムめつきなどで被覆するこ とが一般的に行われてきす：' この場合、 電解めつきの厚みは 5 0 0 〃 m以上になる。 すなわち従来の方法によれば、 以下の工程が必要であ つ 7"こ o

1 . F R P製ロール素管の表面を切削、 研削する工程。

2 . F R P製ロール素管の表面を導電化する工程。

3 . 下地の電解めつき層を厚付けする工程。

4 . ロール精度出しのため電解めつき層を切削、 研削、、 研磨する工程。

5 . 表面を硬質クロムめつき等の所望金属で被覆するェ

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6 . 表面を研磨する工程。

上記の工程からわかるとおり、 従来の製造方法は工程 が長い上に、 切削、 研削および研磨代をとる必要がある ために電解めつき層を厚付けしていた。 その結果と して 製造に長時間を要し製造コス トが高く なる という重大な 問題があつた。 さらには、 厚付けした電解めつきのため に F R P化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 問題もあった。

本発明の目的は上記欠点を解決するためになされた も のであ り、 従来の金属めつ き された F R P製ロールと同 等の表面性能を持ち、 軽量でしかも製造が容易な F R P 製めつ き ロールを提供する こ とにある。

また、 従来の F R P製ロールは、 軽量性、 表面の摺動 性、 および表面の撥油性や撥水性が必要な用途について は、 それらの 性を充分に満足する ものがなかった。 特 に輪転印刷機の搬送ロール、 さ らに詳し く は新聞用輪転 印刷機の新聞搬送ロールについては、 軽量化の要望と と もに、 紙に印刷された印刷イ ンキがロールに転写されて ロールが汚れ、 さ らにそれが印刷物を汚すという問題の 解決が望まれていた。

これらの課題を解決する手段と して、 例えば、 ロール の表面をふつ素樹脂で被覆し、 低表面エネルギー化した ものは撥油性や撥水性の観点からは効果がある ものの、 導電性がないため静電気を発生する という問題や、 硬度 が低いため傷がつき易いという 問題があった。

また、 特開昭 6 3 - 9 2 5 6 4 号公報には、 めっ き端 部を起点とするめつ き層の剝離に対して高い抵抗を持た せるために、 めっ き層を金属フ ィ ッ ティ ン グ部まで巻き 込ませる という F R P製ロ ールの製造技術の開示がある 他に、 F R Pのめつ きに関 して、 特開平 3 — 1 6 3 1 6 6 号公報には、 めっ き用熱硬化性樹脂組成物を含浸さ せて得た繊維強化樹脂成形体の表面に、 無電解めつ き、 ついで電解めつ きする方法が開示されている。

〔発明の開示〕

本発明者らは、 F R P製の口ール素管の表面にめっ き を施して金属被覆された F R P製ロールを製造するに際 して、 F R P製のロール素管を無電解めつ きのみで被覆 する、 または、 無電解めつ き用樹脂を介して無電解めつ きのみで被覆する こ とによ て、 上記した種々 の問題を 解決できる こ とを見出し、 本発明に至ったものである。

本発明では、 無電解めつ きを施す前に F R P製の口一 ル素管の真直度や真円度などの口一ル精度を仕上げてお いて、 その上に無電解めつ きを所望の厚さ まで施し、 そ の後に必要に応じて表面を研磨する こ とによ り所望の表 面精度まで仕上げて、 表面を金属めつ きで被覆された F R P製ロールを得る ものである。

すなわち、 成形して得られた F R P製のロール素管を、 常法によ り旋盤や研削盤によつて加ェして、 口一ル素管 の真円度や真直度の精度出しを行う。 引き続いて、 無電 解めつ きを施す工程となるが、 目的とするめつ きロール の表面粗さについて高精度を要求される場合は、 予め口 ール素管の表面粗さを小さ く してお く こ とが好ま しい。 この場合、 例えば、 旋盤で切削したロール素管の表面を さ らに研削盤や研磨盤で仕上げたり、 旋削した表面に樹 .脂塗装を施す方法などを用いる こ とができる。

引き続き、 ロール素管に無電解めつ きを施す工程とな るが、 無電解めつ き層の厚みについては、 5 〜 1 0 0 〃 mが好ま しい。 めっ き層の厚みが 5 m未満の場合に は、 表面硬度等の表面性能が下地の影響を受けて十分発 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 1 0 O / mを越える と、 重量増のみな らず、 めっ きの内部応力による ク ラ ッ ク発生の原因にな つた り、 製造に際して も長時間を要し、 製造コス トが高 く なる という 問題を生じる。

上記の工程によ って製造された表面が無電解めつ きの みによ り被覆されたロールは必要に応じて最終研磨工程 によって仕上げる こ とができ る。 この表面の仕上げと し て、 例えば超仕上げ機による仕上げ、 パフ研磨または電 解研磨な どによる仕上げを行う こ とができ る。

また、 ロール精度や無電解めつ き層 と F R P製ロール 素管の密着性を向上させるためには、 F R P製ロール素 管の表面に無電解めつ き用樹脂層を設け、 こ の無電解め つ き用樹脂層の上に無電解めつ きを施すこ とは有用で好 ま しい方法である。

すなわち、 こ の方法は、 該無電解めつ き用樹脂層を設 ける こ とによ り、 無電解めつ きを施す作業が容易にな り、 かつ無電解めつ き層を F R P製ロール素管に強固に密着 させる こ とができ るのである。 また、 該無電解めつ き用 樹脂層を研削および Zまたは研磨する こ とによ り F R P 製ロール精度を仕上げる こ と もでき る。

無電解めつ き用樹脂層を有するめっ き層が無電解めつ きのみによ り形成された F R P製ロールは、 次の工程を この順で行う こ とで製造される。 もちろんこれらの工程 の前後または中間に付加的な工程を入れる こ ともでき る。

( 1 ) F R P製ロ ール素管の表面に甎電解めつ き用樹脂 曆を被覆する工程。

( 2 ) 無電解めつ き用樹脂層の表面を仕上げる工程。

( 3 ) 無電解めつきを施す工程。

( 4 ) 必要に応じて無電解めつ き層の表面を仕上げるェ 程。

本工程は、 従来の電解めつ きを必須とする F R P製口 ールのめつ き工程に比べて、 生産性、 経済性、 或いは得 られる F R P製口一ルの軽量化の点において有利である。 本発明に用いられる F R P製ロール素管について説明 する。

F R P製ロール素管の製造に用いられる強化織維は特 に限定されず、 従来知られている種々 の織維を用いる こ とができる。 これらを例示する と、 ガラス織維、 炭素織 維、 黒鉛鏃維、 炭化珪素織維、 アル ミナ質織維およびチ タニア鏃維等の無機質繊維ならびに芳香族ポ リ ア ミ ド織 維、 ポリ ア ミ ド纖維、 ボリ エステル繊維、 ポ リ イ ミ ド織 維およびポ リエチ レン鎌維等の有機質織維があ り、 これ らの繊維から選ばれる 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。 用いる織維の形態について は、 連続織維や単鏃維或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 ト状等に加工して 用いる こ と もできる。 また、 上記の強化繊維の他に夕ル ク、 マイ 力、 シ リ カ等の無機質粒状物、 鉄粉やアル ミ 二 ゥム等の金属粉等の各種充塡材を添加 して も よい。

F R P製ロール素管の製造に用いられるマ ト リ ッ ク ス 樹脂は、 特に限定はされず、 従来知られている種々 の樹 脂を使用する こ とができ る。 例えば、 エポキシ樹脂、 ポ リ イ ミ ド樹脂、 不飽和ポ リ エステル樹脂、 ビュルエステ ル樹脂、 ウ レ タ ン樹脂、 フ 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な ら びにポ 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、 A B S樹脂、 ふつ素樹脂、 ポ リ カ ーボネ — ト、 ポ リ エチ レ ンテ レフ タ レー ト、 ポ リ ブチ レ ンテ レ フ タ レー ト、 ポ リ スノレフ ォ ン、 ポ リ エーテルスルフ ォ ン、 ポ リ エーテルエ一テルケ ト ン、 ポ リ フ ヱニレ ンォキシ ド、 ポ リ ア ミ ド （ナイ ロ ン 6 、 ナイ ロ ン 6 6 等） およびポ リ フ 二 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。 これらのなかでも ロール素管の製造面および性 能面からエポキシ樹脂やビニルエステル樹脂が好ま しい。

F R P製ロール素管の成形法については特に限定はな く 、 例えば、 熱硬化性樹脂を用いる場合には、 未硬化樹 脂が含浸されたシー 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 とで成形するいわゆるハン ド レ ィア ッ プ法、 プル トル一 ジ ョ ン法或いはフ ィ ラ メ ン ト ヮ イ ンディ ン グ法によ って成形する こ とができ る。

つぎに F R P製ロール素管の表面に被覆する無電解め つ き用樹脂について説明する。 本発明に用い られる無電 解めつ き用樹脂と しては A B S樹脂などのよう に従来か ら無電解めつ きがよ く 行われてきた熱可塑性樹脂でも よ いが、 F R P製ロール素管との接着を良好なものとする ためには、 口 一ル素管の成形に用いたマ ト リ ッ クス樹脂 と同一の樹脂かまたはそれと相容性よい樹脂を主成分と して含むこ とが好ま しい。 R P製ロ ール素管の成形性 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つ 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。

なお、 無電解めつ き層の F R P製ロール素管への密着 力を高めるために、 無電解めつ きを施す前に、 基材表面 を酸やアル力 リ によってエッチングするこ とが好ま しい。 エツチングによって良好なアンカ一形態を得るために、 無電解めつ き用樹脂に無機質の粉粒体を含有させる こ と は有甩な技術である。 この目的に好ま し ぐ用いられる無 機質の粉粒体と して、 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。

この無電解めつき用樹脂による F R P製ロール素管の 被覆の方法は特に限定はされない。 例えば、 塗布する方 法や後述する よう な施工方法を挙げるこ とができる。 ま た、 無電解めつ き用樹脂層による F R P製ロール素管の 被覆に代えて、 F R P製 D —ル素管の成形において、 少 な く とも最外層部分のマ ト リ ッ クス樹脂と して、 前記し た無電解めつ き用樹脂を用いるこ と もできる。

無電解めつ きに先立って、 F R P製ロール素管の表面、 または、 無電解めつ き用樹脂層が形成された F R P製口 ール素管の表面を切削や研削する こ とによ り ロールの真 直度や真円度な どの精度を出す。 .

無電解めつ き用樹脂層を形成する場合には切削代や研 5 削代をとる こ とが望ま しい。 この切削代や研削代の厚み は作業.性を考えて、 3 0 0〜 1 5 0 0 〃 mが好ま しい。 このよ う にある程度の厚みをも った無電解めつ き用樹脂 層を形成するために、 ガラス織維不織布のよう な織維状 物に樹脂を含浸させて施工する こ とによ り所望の厚みの0 無電解めつ き用樹脂層を形成する こ とができ る。 表面が 無電解めつ き用樹脂によ って被覆された F R P製ロール 素管は、 旋盤および または研削盤等によ ってロールの 真円度や真直度の精度出 しを行う。 こ の工程は何ら特別 な ものではな く 、 操作は常法によ って行われる d

5 本発明における無電解めつ き用樹脂層には溝切りや梨 地等の精密加工を施すこ とが可能であ り、 この手法は溝 付き ロールや梨地ロールの製造に応用する こ とができ る , 最終製品のロ ールの表面粗さ に高精度を要求される場 合には、 予めロール素管の表面粗さを小さ く してお く こ0 とが好ま しい。 この場合、 例えば、 旋盤で切削 したロ ー ル素管の表面をさ らに研削盤や研磨盤で仕上げた り、 旋 削した表面に樹脂塗装を施して表面を一厦平滑にする こ とができ る。

次に□一ル表面を被覆する無電解めつ き について説明5 する。 無電解めつ きの種類に特に限定はな く 従来知 られ ている無電解めつ きを使用するこ とができる。

これらを例示する と、 ニッ ケル、 銅、 コバル ト、 すず めっ きなどの純金属めつきや、 二ッ 亇ル—コバル ト、 二 ッケル— りん、 ニッケル—ほう素、 コバル ト 一鉄- りん などの合金めつ き、 さ らにはふつ素樹脂粒子等の樹脂粒 子ゃ窒化珪素等のセラ ミ ッ クの粒子を無電解金属めつ き と共析させるいわゆる複合無電解めつ きなどを挙げる こ とができる。 これらのめっ きは 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 ロムめつきされていたロールの代替 口

□Πとしては、 硬度や耐食性の面から、 ニッ ケル -ほう素 やニッ ケル一 りんなどの合金めっ きが好ま しい。

無電解めつ き層の厚みは用途に応じて適宜選択する こ とができ、 必ずしも限定される ものではないが、 5 〜 1 0 0 z m程度、 好ま し く は 5 〜 5 0 /z mである。 めっき 層が 5 m未満の場合には、 表面硬度等の表面性能が下 地の無電解めつ き用樹脂の影響を受け十分に発現しなか つたり、 最終の研磨が難しい等の問題が生じる。 また、 めっ き層が 1 0 0 πιを越える 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、 製造に際して'長時 間を要し、 製造コス トが高く なり 題となって く る。

また、 特に摺動性や撥水性、 撥油性が要求される用途 においては、 無電解めつき曆によ り一層の改良が要求さ れる。 例えば、 輪転印刷機の搬送口一ル、 さ らに詳しく は新聞用輪転印刷機の搬送ロールについては、 軽量化の 要望と と もに、 紙に印刷された印刷イ ンキがロールに転 写されてロールが汚れ、 さ らにそれが印刷物を汚すとい う 問題があ り、 その改善のためには、 ふつ素樹脂粒子を ニッ ケルめっ き等の金属めつ き に共折させる複合無電解 めっ きを適用する こ とが好ま しい。

本発明において用いられる 、 つ素樹脂微粒子を含む複 合無電解めつ きについて説明する。 こ こでいうふつ素樹 脂とは、 ポ リ テ ト ラフルォロエチ レ ン、 テ ト ラ フルォロ ェチ レ ンー ノ 一フルォロア リ キル ビニルエーテル共重合 体、 テ ト ラ フルォロエチ レ ン一 へキサフルォロプロ ピレ ン共重合体、 テ ト ラ フルォロエチ レ ン一エチ レ ン共重合 体、 ポ リ ビニレ ンフルオライ ド、 ポ リ ク ロ 口 ト リ フルォ 口エチ レ ン等を例示する こ とができ る。 また、 こ こでい う微粒子とは粒状物の数平均粒径が約 1 0 O m以下の ものをいい、 好ま し く は 1 0 z m以下の ものであ り、 さ らには表面の研磨仕上げ性や均一性の観点からは数平均 粒径が 1 m以下の ものがよ り好ま しい。

なお、 めっ き被膜の性能やめつ き作業の容易さから、 該複合無電解めつ きはニッ ケルまたはその合金とポ リ テ ト ラ フルォロエチ レ ン微粒子を必須成分と してなる複合 無電解めっ きが特に好ま しいものである。

該複合無電解めつ き層の厚みは、 用途に応じて適宜選 択する こ とができ、 必ずし も限定されないが、 本発明の 目的 とする性能発現の観点からは 5 〜 5 0 n mが好ま し い範囲である。 また、 該複合無電解めつ きのふつ素樹脂微粒子の含有 割合は、 表面エネルギーの低下能力と表面の硬度、 或い は導電性を考慮する と、 1 0〜 3 0 体積％が好ま しい範 囲である。 ふつ素樹脂微粒子の体積割合が 1 0 %未満で ある と、 十分な表面エネルギーの低下能力がないため所 期の目的を達成できない。 ま 、 ふつ素樹脂微粒子の体 積割合が 3 0 %を越える と表面の硬度や導電性が不足す るという間題が生ずるので好ま し く ない。

以上の工程により製造される表面がめつ き層と しては 無電解めつ き層のみによって被覆された F R P製ロール は、 必要に応じて最終研磨工程によって仕上げられる。 その表面の仕上げには、 超仕上げ、 パフ研磨或いは電解 研磨等を行う こ とができる。

また、 本発明の F R P製ロールの最も重要な特徴は軽 量である点にあるが、 さ らによ り一層の軽量化が望まれ る用途については、 ロールの両端のへッ ダ一部分やジャ ーナル部分を従来の鋼製やアルミ ニゥム製から F R P製 に変更する こ とでその目的が達成される。

〔図面の簡単な説明〕

図 1 は F R P製ロ一ル素管及びへッ ダ一部分が F R P 化された F R P製ロールにおいてへ、j、 ダ一部を含む表面 全体が金属無電解めつきを施された本発明の F R P製口 —ルの部分断面図を表す。

図 2 は無電解めつ き層が口一ルの円筒部の内面まで巻 き込んで施されている F R P製ロールの部分断面図を表 す。

こ こで符号はつぎの ものを表す。

1 . F R P製ロ ール素管

2. ヘッ ダー

3. ジャ ーナル

4. 無電解めつ き被覆層 '

以下、 本発明を図面によ り具体的に説明する。

上記のとお り、 図 1 は、 本発明の F R P製ロールの一 例であって、 ヘッ ダー部分も F R P化されたロ ールの部 分断面図である。 図 1 の F R P製ロ ールの F R P製口 一 ル素管部分 （パイ プ部分） および F R P製ヘッ ダー部分 には、 無電解めつ き用樹脂層を介して無電解めつ きが施 さ れてレ、 る 。 図中の符号は上記の と お り であ り 、 1 は F R P製ロール素管 （パイプ） 、 2 は F R P製のへッ ダー、 3 は金属製ジ ャ ーナルである。 4 は無電解めつ き 被覆層を表す。

該 F R P製ヘッ ダー 2 は F R P製ロール素管の製造に 用い られる強化繊維およびマ ト リ ッ ク ス樹脂を組み合わ せて用いる こ とができ るが、 必ずしも同一である必要は ない。 製造には従来公知の種々 の技術を用いる こ とがで き る。 例えば、 前記フ ィ ラ メ ン ト ワイ ンデイ ング法ゃシ ー ト状プ リ プレ グを型材に積層 し、 加熱、 加圧賦形する 方法によ り製造でき る。

本発明の F R P製ロールにおいて、 ロール素管 1 とへ ッ ダ一 2 との接合は、 例えば、 従来から公知の樹脂接着 材を用いて接着により行われる。 或いは、 ピン止め等の 機械的な接合と接着接合の併用 も可能である。 また、 前 述のフ ィ ラ メ ン トワイ ンディ ング法等により一体で成型 する こ と もでき る。

F R P製ロール素管 1 に F R P製へッ ダ一 2 が取りつ けられた F R P製口一ルおよび F R P製ロール素管 1 に 無電解めつ きを施す場合は、 直接該ロール素管およびへ ッ ダ一に無電解めつ きを施すこ とが可能であるが、 予め それらの表面に無電解めつき用樹脂層を形成する こ とに よ り 口ール製造の作業性や性能を向上させる こ とができ

Ό 0

図 1 のよ うに、 無電解めつ き被覆層がロール円筒部表 面のみならず、 ヘッ ダー部分まで及んでいる こ とは、 口 ール端部でのめつ き被膜の刹がれの防止、 静電気の発生 や電食を防止のために有効である。 図 1 の F R P製ロー ルの一つの変形と して、 ジャーナル部分も F R P化され たものがある。

図 2 は、 ヘッ ダー部および/またはジャーナル部の材 質が F R P製或いは金属製で、 無電解めつ き被覆層が F R P製ロール素管の端部において、 内側まで巻き込ま れた形態の無電解めつ きを被覆してなる本発明の F R P 製ロールの部分断面図を表す。 この F R P製ロールは、 めっき層が F R P製 ール素管からの剝離に対して強い 抵抗力を持ち、 耐久性に優れるので、 製造及び保守が容 易であるひ 〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、 本発明を実施例によ ってさ らに詳細に説明する < 本発明はこ れ らの実施例に限定される ものではな く 、 発 明の詳細な説明に記した本発明の主旨を越えない限り に おいて、 様々 な応用や変形が可能である。

実施例 1 - 1 . F R P製ロール素管の成形

外径 7 0 mm、 長さ 1 5 0 0 mmのステ ン レス製マ ン ド レ ルをフ ィ ラ メ ン ト ワ イ ンデイ ング装置に装着し、 該マ ン ド レルに離型剤を塗布した後、 炭素繊維を液状のェポキ シ樹脂組成物に含浸しつつその上に巻き付けた。 繊維の 巻き付け角度は ± 1 6 ° 、 巻き付け厚みは 3 . 0 mmと し た。 繊維と樹脂の体積割合は繊維が 6 0 ± 2 % となる よ う に樹脂の付着量を調整した。

こ こで、 炭素織維強化樹脂 （以下、 C F R P という こ とがある） 製ロール素管の製造において、 炭素繊維と し て、 住化ハーキュ レス （株） 製 商品名 ： マグナマイ ト A S 4 (弾性率 2 4 t on / mm ² 、 強度 3 9 0 kg/ mm ² ) を用いた。 マ ト リ ッ クスの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 商品名 ： ス ミ エポキシ E L A 1 2 8 ( ビスフ エ ノ ール Aのジグ リ シジルエーテル） 、 硬化剤と しては、 ュニロイ ヤル社製 商品名 ： ト ノ ッ ク ス 6 0 — 4 0 ( メ タ フ エ二 レ ン ジア ミ ン とジア ミ ノ ジフ ユニルエーテルの共融混合物） を化学 量論量配合した ものを甩いた。 上記のマ ン ドレル上に巻き付けられた樹脂が含浸され た炭素織維を、 マ ン ドレルごと熱硬化炉に入れ、 1 5 0 でで 2 時間硬化させた。 硬化後マン ドレルから脱型し、 両端部分の不溶部分を切断除去して、 C F R P製ロール 素管を得た。

2 . C F R P製ロール素管の表面切削、 表面処理

ついで旋盤を用いて該 C F R P製ロール素管の表面を 切削した。 該ロ ール素管の表面粗さは 1 5 Sであった。

さ らに、 旋盤仕上げした該ロール素管表面に、 室温硬 化タイプのビニルエステル樹脂 （昭和高分子 （株） 製 商品名 ： リ ポキシ H 6 0 0 ) をスプレー塗布して平滑 な表面に仕上げた。 該ロール素管の表面粗さは 5 . O S であった。

3 . 無電解めつ き

続いて、 通常の前処理の後に、 奧野製薬工業 （株） 製 無電解めつ き液、 商品名 ： ッ プケ ミ アロイ B— 1 (無電解ニッ ケル一ほう素合金めつ き） を用いて常法に よ り約 4 0 mの厚みに無電解めつきを施した。

4 . ロール表面の仕上げ

無電解二ッ ケルーほう素合金めつ きで被覆されたロー ル表面を超仕上げ機を用いて表面粗さ ひ . 5 S に仕上げ、 無電解ニッ ケル一ほう素合金めつ きによって被覆された F R P製ロールを得た。 該ロールの表面硬度は H V = 8 0 0 であった。

この無電解めつ き被覆された F R P ロールは、 従来の 電解めつ きを用いる手法によ り製造する ものに比べ、 電 解めつ き層の厚付け工程が省略されてお り、 製造工程の 簡略化と と もに、 従来品に比べて一層の軽量化が達成さ れていた。

実施例 2

1 . C F R P製ロール素管の成形

実施例 1 と全 く 同様に して C F R P製口 ル素管を成 形し、 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た。

2 . 無電解めつ き用樹脂層の施工

エ ポキ シ樹脂 と して、 住友化学工業 （株） 製 商 α

αα名 ： ス ミ エポキシ E L A 1 2 8 ( ビス フ エ ノ ール A 型エポキシ樹脂） を 1 0 0 部 （以下、 重量部を単に部と 表す） 、 硬化剤 と して、 日 立化成工業 （株） '製 商

□

ΠΠ名 ： H N— 5 5 0 0 (メ チルへキサ ヒ ドロ無水フ タル 酸） を 8 5 部、 硬化促進剤と して、 住友化学工業 （株） 製 商品名 ： ス ミ キュア D ( 2 , 4， 6 — ト リ ス （ジ メ チルア ミ ノ メ チル） フ エ ノ ール） を 1 部を混合 した。 続いて、 清水工業 （株） 製 商品名 ： ドロマイ ト D W 3 5 0 (炭酸マ グネ シウム と炭酸カ ルシウ ムの複塩） 5 0 部を添加 して撹拌、 混合 して無電解めつ き用樹脂組成物 と した。 続いて、 該無電解め つ き 用樹脂組成物を 日 東紡績 (株） 製 商品名 ： フ ィ ラ メ ン ト · マ ッ ト M F 3 0 W ( グラ ス フ ァ イ バー フ ィ ラ メ ン ト、 目付 S O g Zm ² ) に含浸させ、 ロール素管の表面全部に貼着した。 フイ ラ メ ン ト ' マ ッ トを 3枚用いて同様の作業を行い、 無電解 めっき甩樹脂曆を施工した。 無電解めつ 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つ き用樹脂 層において、 該フ イ ラ メ ン ト · マッ トの割合は重量で 5 %であった。 フィ ラ メ ン ド ' マ ツ トを含んだ無電解めつ き用樹脂層が施工された F R P製ロ ールを加熱炉に入れ. 無電解めつ き用エポキシ樹脂組成物を 1 2 0 でで 2 時間 硬化した。 得られた無電解めつ き用樹脂層の厚みは約 1 . 2 mmであった。

3 . 無電解めつ き用樹脂層の表面の仕上げ

無電解めつき用樹脂が施工された F R P製ロール素管 の表面を研削盤で仕上げた。 仕上げ表面の粗さは 5 S に 仕上げた。 また、 この工程で所望のロール真円度や真直 度に仕上げた。 この段階で無電解めつ き用エポキシ樹脂 層の厚みはどの場所でも 3 0 0 t mから 7 0 0 mの範 囲に入っていた。 続いて、 旋盤を用いて表面に約 2 mmピ ツチ、 幅約 1 mmで深さ約 2 0 0 ； ί mのスパィ ラル溝を掘 つた。

4 . 無電解めつ き

続いて、 通常の前処理の後に、 奥野製薬工業 （株） 製 無電解めつき液、 商品名 ： ト ッ プケ ミ アロイ B — 1 (無電解ニッ ケル一ほう素合金めつ き） を用いて無電解 めっ きを行い、 約 4 0 mの厚みのめつ き層を設けた。 5 . ロ ール表面の仕上げ 無電解ニッ ケル—ほう素合金めつ きで被覆された該ロ ール表面を超仕上げ機を用いて表面を 0 . 5 S の精度に 仕上げ、 続いてへッ ダー及びジャ ーナルを取りつける こ とによ り、 無電解ニッ ケル一ほ う素合金めつ き によ って 被覆された本発明の F R P製ロールを得た。 該ロールの 表面硬度は H v = 8 0 0 であった。 また、 表面上のスパ イ ラル溝も無電解めつ 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。

実施例 3

実施例 2 と全 く 同様の工程によ り、 無電解めつ き用樹 脂が施工された C F R P製ロール素管の表面を研削盤で 仕上げた。 仕上げ表面の粗さは 2 Sであった。 また、 こ の工程で所望のロール真円度や真直度に仕上げた。 仕上 げの後、 無電解めつ き用エポキシ樹脂組成物層の厚みは ロールのどの場所でも 3 0 0 〃 mから 7 0 0 mの範囲 に入っていた。

続いて、 通常の無電解めつ きの前処理を施した後に、 無電解ニッ ケル一 りん合金めつ きを約 2 0 / mの厚みで 表面を均一に被覆した。 引き続いて、 ふつ素樹脂 （ポ リ テ ト ラ 7ルォロエチ レ ン） 微粒子を含んだ無電解ニッ ケ ルー りん合金複合めつ きを約 3 0 mの厚みで施した。 なお、 該ふつ素樹脂微粒子を含んだ無電解複合めつ きに は、 荏原ユージライ ト （株） 製 商品名 ： ェンループ 7 5 0 を用いた。 複合めつ き中のふつ素樹脂微粒子の含 有量は約 2 0 体積 であった。 ふつ素樹脂微粒子の粒径 はおよそ 0 . ί 〜 ひ . 5 mの範囲内の ものであった。 めっき表面の硬度は 2 ひ 0〜 3 ひ 0 H Vであった。 水滴 の接触角は 1 1 0 ° であった。

続いて、 該ふつ素樹脂微粒子を含有した複合めつ きに よつて被覆された C F R P製口一ル素管にヘッ ダー及び ジャーナルを取りつけた後、 ロール表面を研磨して 1 S の表面扭度に仕上げ、 輪転印刷機用口―ルと した。

該ロールを新聞用輪転印刷機の搬送用ロールと して使 用 した。 その結果、 従来の硬質クロムめつ き仕上げの鐧 製ロールと比較して、 軽量であることから、 駆動が低 ト ルクで可能であり、 定常の回転速度に立ち上げるまでの 時間が短く てすむので切替えに要する時間が少なく、 従 つてロスが少な く 、 さ らに、 高速の運転に酎える こ とが 分かった。 また、 印刷イ ンキによる表面の汚染が従来よ り低減されており、 しかも表面を汚染したイ ンキも容易 に除去できるこ とが分かった。 またロールの静電防止性 も良好であった。

実施例 4

実施例 1 と全く 同様にして C F R P製ロール素管作成 した。

一方、 炭素繊維の目付が 3 0 0 g Z m ² の平織布を半 径 S . 5 cmの円状に切り 出し、 上記 C F R P製ロール素 管の製造に用いたのと同 じエポキシ樹脂組成物を含浸さ せた。 それを 1 6枚積層して熱プレス中で 1 2 0 °C、 1 5気圧の条件で 2 時間加熱加 E成型して、 厚さ 5 mmの C F R P製円盤 2 ケを成型した。

該 C F R P製円板をロールのヘッ ダー部分とするため 該 C F R P製円盤の中心に半径 5 mm©円孔を空けた。 ま た、 円盤の円周部分に付着した成型時に湧き出 した不要 樹脂を切削除去し、 精度良 く 半径 3 . 5 mraの C F R P製 へッ ダーを得た。

該 C F R P製ヘッ ダーに長さ 1 0 cm、 半径 5 mmの鋼製 ジ ャ ーナルを図 1 に示した通り接着剤を用いて取り付け た。 接着剤と しては、 前記したス ミ エポキシ E L A 1 2 8 に ト リ エチ レ ンテ ト ラ ミ ンを化学量論量配合 したもの を用い、 8 0 °Cで 3 0 分硬化させて、 鋼製ジ ャ ーナルが 取り付けられた C F R P製ヘッ ダ一を 2 ケ作成した。 続 いて、 上記金属製ジ ャ ーナルが取りつけられた C F R P 製へッ ダ一の円盤の周部分にジ ャ ーナルをへッ ダ一に取 り付ける際に用いた接着剤と同 じものを塗布し、 上記 C F R P製ロール素管に嵌合し、 8 0 °Cで 3 0 分硬化し 接着した。

実施例 2 と全 く 同様の無電解めつ き用エポキシ樹脂組 成物を用いて、 実施例 2 と全 く 同様の方法で、 C F R P 製ロール端部のヘッ ダー部を含めたロール表面全体に、 該無電解めつ き用エポキシ樹脂組成物を施工した。 続い て、 該ロールを加熱炉に入れ、 無電解めつ き用エポキシ 樹脂組成物を 1 2 0 °Cで 2 時間硬化した。

無電解めつ き用樹脂層が塗工、 硬化された F R P製口 —ルを旋盤を用いて切削加工し、 真円度や表面を仕上げ た。 該無電解めつき用樹脂層の表面粗度は 2 Sであつた, 常法によ り ロール表面全体に厚さ 1 0 mの無電解銅め つ きを施した。 その後に実施例 3 と同様に無電解二ッケ ルーホウ素合金めつ きを厚み 5 0 mに施し、 表面をバ フ研磨によ り 1 S に仕上げた。

こ の よ う に して、 ロ ール素管お よ びヘ ッ ダー部が C F R Pからなり、 それらの部分が無電解めつ き層によ り被覆された C F R P製口ールを得た。 該 C F R P製口 ールは極めて軽量で、 表面性能.も従来の電解めつ きを表 面に施した鐧製ロールと比べて何ら遜色のないものであ つた。

実施例 5

実施例 1 と全ぐ同様にして C P R P製ロール素管を作 成した。 該 C F R P製ロールの表面及び端部の切断部お よび端部内表面に、 実施例 2 と全く 同様に して無電解め つ き用ェボキシ樹脂組成物層を施した。 その後に実施例 2 と全く 同様にして無電解めつ きを施し、 無電解めつ き によ りめつ き曆がロール端部の内側まで周り込んだ

C F R P製口—ル素管を得た。 続いて実施例 4 と全く 同 様にして作成した C F R P製ヘッ ダ一及び鋼製ジャ ーナ ルを該 C F R P製口ール素管に嵌合し接着接合した。 そ の後に表面を仕上げるこ とによ り無電解めつ き層がロー ル端部内側まで周り込んだ C F R P製ロールを製造した 該 C F R P製ロールは極めて軽量で、 ロール端部のめつ きのはがれ等に対して耐久性に優れていた。 また、 表面 P

23 性能も従来の電解めつ きを表面に施した鋼製ロール と比 ベて何ら遜色のないものであった。

〔産業上の利用可能性〕 .

本発明の F R P製ロールはその製造工程が簡略化され ており、 経済性に優れている。 また、 極めて軽量である こ とから、 輸送が容易であ り、 各種の製造装置または処 理装置に用いられた とき、 駆動が低 トルクで可能であ り、 定常面転数に達する までの時間が短 く てすみ、 しかも高 速運転に耐えるので、 生産性の向上や省力化に寄与する。 さ らに静電防止性および耐久性にも優れている。

本発明の F R P製ロールは前記した特長を活かして、 各種のフ ィ ルム、 紙、 シー ト、 織布等の製造、 搬送およ び印刷、 染色等の処理に用いる こ とができ る。

本発明のふつ素樹脂微粒子を無電解めつ き層に含む F R P製ロールは、 摺動性およびロール表面の撥油性や 撥水性に優れるので、 印刷関連分野、 例えば輪転印刷機 の搬送ロール、 特に新閬用輪転印刷機の搬送ロールに適 している。

Claims

請求の範囲

1. 織維強化樹脂製口ール素管の、表面に無電解めつ き層のみを形成してなる こ とを特徵とする金属被覆され た繊維強化樹脂製ロール。

2. 該無電解めつき層の厚みが 5〜 1 0 0 であ る請求の範囲 1 記載の金属被覆された繊維強化樹脂製口 一ル。

3. 鏃維強化樹脂製 ール素管の表面內層に無電解 めっ き用樹脂層を形成し、 外層に無電解めつ き層を形成 してなる こ とを特徵とする金属被覆された織維強化樹脂 製ロール。

4. 無電解めつ き層がふつ素樹脂微粒子を含有する 複合無電解めつ き曆である請求の範囲 1 または 3記載の 金属被覆された織維強化樹脂製ロール。

5. ふつ素樹脂微粒子を含有する複合無電解めつ き 層が二ッゲルまたはその合金とポリ テ ト ラ フルォロェチ レン微粒子を必須成分と してなる複合無電解めつ き層で ある請求の範囲 4記載の金属被覆された織維強化樹脂製 ロール。

6. へッ ダ一部またはへッ ダ一部およびジャーナル 部が織維強化樹脂からなる請求の範囲 1 または 3記載の 金属被覆された纖維強化樹脂製口ール。

7. - 無電解めつ きがヘッ ダ一部またはへッ ダ一部お よびジャ一ナル部まで施されている請求の範囲 6 記載の 金属被覆された繊維強化樹脂製ロール。

8. 繊維強化樹脂製ロール素管の表面に施した無電 解めつ き層が該繊維強化樹脂製ロール素管の端部におい て該織維強化樹脂製ロール素管の内側まで巻き込まれて 施されている請求の範囲 1 または 3 記載の金属被覆され た繊維強化樹脂製口一ル。

9. つぎの工程を、 こ の順で行う こ とを特徴とする 金属被覆された繊維強化樹脂製ロールの製造方法。

( 1 ) 繊維強化樹脂製ロール素管の表面に無電解めつ き用樹脂層を施工する工程。

( 2 ) 該無電解めつ き用樹脂層の表面を仕上げる工程 ( 3 ) 無電解めつ きを施す工程。