JPH01500202A - 成膜製品の製造法、この製造法を用いて得られた薄壁成膜したシリンダおよび該シリンダから成るインキ転移ローラ - Google Patents

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】 成膜製品の製造法、この製造法を用いて得られた薄壁成膜したシリンダおよび該 シリンダから成るインキ転移ローラ 本発明は、金属から成る密着層およびセラミック・フルオロカーボン重合体から 成る膜がプラズマ溶射により設けられる成膜製品の製造法に関するものである。

このような方法は米国特許第４．５６６．９３８号明細書から公知である。

上記米国特許明細書には、金属とフルオロカーボン重合体との混合物をローラに 施し、その後セラミック・フルオロカーボン重合体から成る膜を形成することが 開示されている。このような公知の方法には、通常の状態では機械的に変形し得 ない剛性製品に成膜する場合のみにしか用いることができないという欠点がある 。このような方法を用いて可撓性製品に成膜をする場合には、使用中に成膜系と 基体との間の密着性の問題が生じ、それにより成膜層の亀裂やさらには部分的な 剥離につながり得る。

本発明の目的は、上記の問題を解決して成膜した可撓性製品の通常の使用中に形 成された膜を亀裂したり剥離させることなく可撓性製品に成膜するのに上記の方 法を使用できるようにすることにある。

本発明による上記の目的のために本方法は、全体として金属から成る密着層を成 膜すべき製品の表面とセラミンク・フルオロカーボン重合体から成る膜との間に 形成することを特徴としている。

驚くべきことには、全体として金属から成る密着層を用いると、上記米国特許第 ４，５６６．９３８号明細書に記載されたフルオロカーボン重合体と金属との混 合物から成る密着層を用いた場合と違ってセラミック・フルオロカーボン重合体 から成る膜の変形に対する安定性が非常に増すことがわかった。この非常に改善 された安定性は特に密着層およびセラミック・フルオロカーボン重合体から成る 膜の形成された基体の変形において明らかである。基体の通常の弾性変形では、 亀裂およびましてや剥離はもはや生じない。

特に、本発明による方法は、プラズマ溶射状態の下で互いに発熱的に反応する少 なくとも二種類の金属を用いて金属密着層を形成することを特徴としている。

その場合、密着層は便宜上ニッケル・チタン合金から成る。

別の非常に有用な密着層はニッケル・アルミニウム合金によって形成される。

このようなニッケル・チタンおよびニッケル・アルミニウム密着層において分子 比率ニッケル：チタンまたはニッケル：アルミニウムは有利にはそれぞれ３０ニ ア０および７０　：　３０である。

本発明による方法においてセラミック・フルオロカーボン重合体から成る膜のセ ラミック成分はアモルファス金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物および金属珪 化物またはこのような物質の混合物から非常に有利に選択される。

セラミック・フルオロカーボン重合体から成る膜の機械的性質により、セラミッ ク成分に対してアモルファス出発原料を用いるのが有利であることがわかった。

特に結晶性のセラミック材料の代わりにアモルファスセラミック材料を用いた場 合に膜の弾性が増加することがわかった。また出発原料のアモルファス特性はプ ラズマ溶射処理および任意の別の処理中保持されることもわかった。

本発明による方法の特定の実施例では、成膜すべき製品は厚さ１０〜１１０００ ＩＪの金属から成り、その上に、まず５０モル％のＮｉと５０モル％のＴｉとか ら成り厚さ２５〜５００μｍのＮｉ−Ｔｉ密着層がプラズマ溶射によって形成さ れ、その後金属とセラミックとフルオロカーボン重合体との完全混合物から成る 厚さ７５〜８００μｍの膜が形成され、この場合金属は５０モル％のＮｉと５０ モル％のＴｉとのＮｉ−Ｔｉ合金から成り、セラミック部は１〜８０重景％重量 モルファス二酸化チタンと９９〜２０重量％のアモルファス酸化アルミニウムと から成り、また密着膜すなわち第１膜から始まる膜の厚さ方向における組成は８ ５〜０％の金属から１０〜９５％のセラミックまで変化し、しかも常に少なくと も５重量％のポリテトラフオロエチレンが存在している。

基体の金属は、例えば、鋼、銅、ニッケル、アルミニウムおよびその他の普通に 用いられる金属並びに金属合金であり得る。

セラミック・フルオロカーボン重合体から成る膜を設けたこのような可撓性の金 属製品は多様に用いられる。上記の方法は、薄くて可撓性の金属物体に、密着性 が非常に強く、亀裂がなく、電気的に絶縁性であり、耐摩耗性であり、摩擦係数 の低い膜層を設けなければならない全ての場合に用いることができる。−例とし ては多くの種類の機器における機械的に負荷の掛かる表面の成膜があり、特にロ ーラの表面の全体または部分成膜においては、上記の方法で得られた製品は非常 に利用性が高いものとなる。

本発明の方法による別の特定の実施例では、成膜すべき製品は壁厚５０〜２５０ μｍの薄膜をもつニッケル製の継ぎ目なしシリンダである。

得られた薄壁をもつニッケル製のこのような継ぎ目なしシリンダは、当該技術分 野において公知の適当な手段によって例えばローラ上にライニングとして応用さ れ得る。このようなローラにはローラの端部の少なくとも一方に多数のガス流出 開口が設けられる。これらのガス流出開口はローラの内部を通って加圧下のガス の供給源に接続される。￥Ｒ壁クシリンダローラ上に僅かな距離域め込ませ、そ れによりガス流出開口を覆いそしてこれらのガス流出開口に対してガスの供給源 を開くと、ニッケル製の薄壁シリンダは弾性的に僅かに伸張し、それによって簡 単な手段を用いて薄壁シリンダを支持ローラの全長にわたって嵌め込むことがで きる。

対向して僅かに円錐状を成した支持ローラ上に嵌め込むことのできる僅かに円錐 状を成した薄壁シリンダも選択され得る。

上記に関連して、金属製品に密着性のセラミック・フルオロカーボン重合体から 成る膜を施すことにより非常に良好な多（の応用の可能性が得られることも指摘 される。しかしながら、本発明による方法の利用は金属製品へのこのような膜の 形成に限定されるものではない、全体として金属から成る密着層を用いた非常に 密着性の強いセラミック・フルオロカーボン重合体から成る膜を施す方法は、プ ラスチック基材とした材料の成膜と同様にしてうま〈実施され得る。後者すなわ ちプラスチック基材とした材料の成膜の場合、材料は例えばガラス繊維強化ポリ エステル材料であることができ、その場合ガラス繊維の含有量はプラズマ溶射条 件を考慮してできるだけ高くされる。

本発明はまた上記の方法を用いて得られた薄壁シリンダに関するものであり、こ の薄壁シリンダは、セラミック・フルオロカーボン重合体から成る膜を施した後 、この膜にビーム処理によって所゛望の形状の空洞の表面パターンが形成される ことを特徴としている。

このような薄壁成膜シタンダは特に以下に記載するようなインキ転移ローラに用 いられる。インキ転移ローラの形状および適用は上述の米国特許第４．５６６゜ ９３８号明細書からそれ自体公知である。インキ転移ローラに使用する場合、本 発明による方法で製造した薄壁シリンダは、空洞の表面パターンを備えてない薄 壁シリンダについて上記で説明したと同様にしてローラの形状の基体に設けられ る得る。このような薄壁成膜シリンダをインキ転移ローラに用いる場合には、薄 壁成膜シリンダに必要な剛性を与える別の緊締手段も設けられ得る。支持部材の 形状の緊締手段の代わりに、シリンダの端部に固定される緊張手段を選択してシ リンダを緊張させ、インキ転写ローラとして使用できるように表面に十分な剛性 を与えるようにすることもできる。必要な剛性を得るために、またシリンダの内 部に液体またはガス圧力を加えることができるようにする緊締手段をシリンダに 対して用いることができる。ガス圧力の場合には当然適切な安全規定を守る必要 がある。

空洞の表面パターンを備えた薄壁成膜シリンダの上記の使用に関しては本出願人 のオランダ国特許出願第８．４０１，４０１号も参照され、このオランダ国特許 出願の明細書にはスクリーンローラの製造方法が記載されている。上記のオラン ダ国特許出願の明細書には薄壁円筒状網目部材（ｓｉｅｖｅ　）が記載されてお り、この薄壁円筒状網目部材は、まず網目部材の孔をシールし、そして上述の空 気嵌め込み法によって開口を備えたローラの周りに綱目部材を嵌め込み、その後 網目部材の孔から充填材を除去することによって支持シリンダに緊締させて嵌め 込まれる。このようにして得られたインキ転移ローラは薄壁で継ぎ目なしのシリ ンダとして完全に孔の開いたシリンダを使用し、それでシリンダにおける空洞パ ターンは薄壁シリンダ自体の性質によって決まる。しかしながら、本発明による 方法は、完全に閉じた薄壁シリンダに基づくものであり、この完全に閉じた薄壁 シリンダの周りに非常に密着性の強く、機械的に耐久性のあるセラミック・フル オロカーボン重合体から成る膜が施され、それによりセラミック・フルオロカー ボン重合体から成る膜を施した後、空洞の表面パターンの形状および細かさを自 由に選択することができる。

本発明はまた、金属含有密着層とセラミック・フルオロカーボン重合体から成る 膜とが形成された基体から成り、セラミック・フルオロカーボン重合体から成る 膜の形成後ビーム処理によってこの膜に空洞の表面パターンが形成されたインキ ローラに関し、このインキローラは、所望の形状の孔（ｈｏｌｌｏｗｓ）の表面 パターンが形成された薄壁成膜シリンダで構成され、そして上述のようにインキ 転移ローラとして使用できるようにする上記シリンダに対する緊締手段およびシ ール手段を有することを特徴としている。

上記のインキローラは、有利には、少なくとも緊締手段とシリンダとの間のイン キの浸透を防ぐシール要素を備えたシール手段と、上記シール要素に対する圧力 部材とを有している。上記で挙げたもののようなシール装置の一例はインキロー ラの軸に固定される板部材であり、これによってシールリングは薄壁シリンダと その支持部材との間の分かれた継ぎ目に対して押圧される。

特に、インキ転移ローラは、支持ローラの軸に固定され得るディスクおよびこの ディスクに垂直に嵌められ、支持ローラに固定された継ぎ目なしのシリンダの形 状のスリーブの外表面に接続できるフランジで形成されたシールカフの形状のシ ール手段を有し、シリンダ表面とフランジの内側との間の少なくとも一つの環状 シール要素はシール作用を確実にしている。

該シールカフにおいてシールリングは有利には少なくともその表面上においてポ リテトラフルオロエチレンから成っている。ポリテトラフルオロエチレンの使用 は、溶剤のような攻撃性成分を含み得るインキと組み合わせたインキローラの使 用を考えると非常に有利である。

上述のように固体支持ローラに取付けた薄壁シリンダから成り得る本発明による インキ転移ローラの使用においては、ローラに添加したインキがシリンダと支持 ローラとの間の毛管現象により滲み出るという問題が生じ得る。このインキはこ の場合乾式であるが、その量が十分に多いと、薄壁スリーブの表面に不規則性を 生じさせ得る。このようなインキローラの使用中、ローラは一般にインキまたは 染料の入ったタンク内で回転し、それで染料は例えば鋼製のスキージで余分な染 料をかき落しながら取り上げられていく、インキの浸透による薄壁スリーブの表 面におけるむらはスキージおよび（または）スリーブの過剰な摩耗となり、そし て重大な場合には支持ローラの表面から薄壁スリーブが引き裂かれ得ることにな る。従っていずれの場合も薄壁スリーブと支持ローラとの間にインキが浸透して いくことは避けられなければならない、上記のシール手段を用いることによって インキの浸透は効果的に避けられる。

上述のシール手段は本発明によて形成されたインキ転移ローラと共に非常に有利 に用いられ得るが、その利用はこれに限定されものではない。取り外し可能なイ ンキ着は面を備えた他のローラにもこのシールカフを利用することができる。

以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図はシールカフを備えた本発明によるインキローラの横断面図である。

第２図は本発明によって用いられた薄壁シリンダの壁の拡大横断面図である。

第１図においてインキローラは符号１で示され、符号２．３および４はそれぞれ ローラ要素、軸ジヤーナルおよび軸を示している。ローラ要素２上には空洞パタ ーンを備えた薄壁シリンダ５が設けられている。符号６および７はディスクおよ び外表面に接続しているフランジを示し、シールリング８は支持ローラと支持ロ ーラに固定された薄壁シリンダ５との間からインキが浸透していくのを防ぐシー ルの機能をしている。

第２図は第１図に示す薄壁シリンダの壁を符号５で示し、符号１１は金属製の上 述の密着層を示し、また符号１２は密着層１１に設けられたセラミック・フルオ ロカーボン重合体から成る膜である。

国際調査報告 一一一−＾−肯＃Ｉ−→−Φ　ＰＣＴ／ＮＬ　８７１００００９ＡＮＮＥＸ　Ｔ ｏ　ＴＦＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＺＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＬ：ＰＯＲＴ　０ＮＩ ＮＴＥＲＮＡτｌ０ＮＡＬ　ＡＰＰｒ、ＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／ＮＬ 　８７１００００９　（ＳＡ　１７０３））ＣＢ−Ａ−２０２２０１６１２／１ ２／７９　ＤＥ−Ａ−２９１４２５５２９／１１／７９Ｆ’Ｒ−Ａ−１４８２３ ９８Ｎｏｎｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．金属から成る密着層（１１）およびセラミック・フルオロカーボン重合体か ら成る膜（１２）がプラズマ溶射により設けられる成膜製品の製造法において、 全体として金属から成る密着層（１１）を成膜すべき製品（５）の表面とセラミ ック・フルオロカーボン重合体から成る膜（１２）との間に形成することを特徴 とする成膜製品の製造法。 ２．金属密着層（１１）がプラズマ溶射状態の下で互いに発熱的に反応する少な くとも二種類の金属を用いて形成されることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の製造法。 ３．密着層（１１）がニッケル・チタン合金であることを特徴とする請求の範囲 第２項に記載の製造法。 ４．密着層（１１）がニッケル・アルミニウム合金であることを特徴とする請求 の範囲第２項に記載の製造法。 ５．分子比率Ｎｉ：ＴｉおよびＮｉ：Ａｉが有利にはそれぞれ３０：７０および ７０：３０であることを特徴とする請求の範囲第３項または第４項に記載の製造 法。 ６．セラミック・フルオロカーボン重合体から成る膜（１２）のセラミック成分 がアモルファス金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物および金属珪化物またはこ のような物質の混合物から選択されることを特徴とする請求の範囲前各項の一つ またはそれ以上に記載の製造法。 ７．成膜すべき製品（５）が厚さ１０〜１０００μｍの金属から成り、その上に 、まず５０モル％のＮｉと５０モル％のＴｉとから成り厚さ２５〜５００μｍの Ｎｉ・Ｔｉ密着層（１１）がプラズマ溶射によって形成され、その後金属とセラ ミックとフルオロカーボン重合体との完全混合物から成る厚さ７５〜８００μｍ の膜が形成され、完全混合物中の金属が５０モル％のＮｉと５０モル％のＴｉと のＮｉ・Ｔｉ合金から成り、セラミック部が１〜８０重量％のアモルファス二酸 化チタンと９９〜２０重量％のアモルファス酸化アルミニウムとから成り、また 第１膜（１１）から始まる膜の厚さ方向における組成が８５〜０％の金属から１ ０〜９５％のセラミックまで変化し、しかも常に少なくとも５重量％のポリテト ラフルオロエチレンが存在していることを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項 の一つまたはそれ以上に記載の製造法。 ８．成膜すべき製品は壁厚５０〜２５０μｍの薄壁をもつニッケル製の継ぎ目な しシリンダ（５）であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項に記載の製 造法。 ９．セラミック・フルオロカーボン重合体から成る膜を形成した後、この膜にビ ーム処理によって所望の形状の空洞の表面パターンが形成されることを特徴とす る請求の範囲第８項に記載の製造法を用いて得られた薄壁成膜シリンダ。 １０．金属から成る密着層（１１）とセラミック・フルオロカーボン重合体から 成る膜（１２）とが形成された基体から成り、セラミック・フルオロカーボン重 合体から成る膜（１２）の形成後ビーム処理によってこの膜に所望の形状の空洞 の表面パターンを形成したインキ転移ローラにおいて、請求の範囲第９項に記載 の薄壁成膜シリンダと、インキ転移ローラとして使用できるようにさせる上記シ リンダに対する緊締手段と、必要ならばシール手段とを有することを特徴とする インキ転移ローラ。 １１．シール手段が少なくとも支持ローラ（１）の形状を成す緊締手段とシリン ダとの間のインキの浸透を防ぐシール要素（８）と、上記シール要素（８）に対 する圧力部材とを有していることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のイン キ転移ローラ。 １２．圧力部材がカフ（６、７）であり、そして支持ローラ（１）の軸に固定さ れ得るディスク（６）およびこのディスク（６）に垂直に嵌められ、支持ローラ （１）に固定された継ぎ目なしのシリンダ（５）の形状のスリーブの外表面に接 続できるフランジ（７）で形成され、シリンダ表面（５）とフランジ（７）の内 側との間の少なくとも一つの環状シール要素（８）がシール作用を確実にしてい ることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載のインキ転移ローラ。 １３．シール要素（８）が少なくともその表面上においてポリテトラフルオロエ チレンから成ることを特徴とする請求の範囲第１０項、第１２項に記載のインキ 転移ローラ特許出願人ストルクスクリーンズビーブイ代理人弁理士稲葉昭治