JPH03202174A - ピストンスカートへの樹脂被膜形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は摩擦低減と摩耗防止との目的で、内燃機関のピ
ストンスカート部へ樹脂被膜を形成する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来よりスカート部へ摩擦低減と摩耗防止のために、潤
滑性の高い充填剤を分散させた耐熱性樹脂被膜を形成し
たピストンが使用されており、例えば特開昭５９−１０
８８５０号公報には耐熱性樹脂に鱗片状アルミニウムと
フッ素樹脂粉末とを分散させた被膜をスカート部に形成
して摩擦低減を図ったピストンが記載されている。

上記樹脂被膜は、通常エアスプレー法や静電塗装法によ
り充填剤と樹脂溶液との混合物から成る被膜形成材料を
ピストンに噴霧して塗膜を形成した後に加熱により乾燥
及び硬化させる方法がとられている。

また、本出願人により、特開平１−１９３０６８号公報
に提案された方法では、スクリーン印刷機を用いてピス
トンスカート部に樹脂被膜を形成するようにしたことに
より、エアスプレー法や静電塗装法で必要とされる、ピ
ン穴やピストンリング溝等への樹脂付着防止マスク形成
工程を排除し、更に被膜形成材料の歩留り向上を図って
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のエアスプレー法やスクリーン印刷法を用いた場合
、固体潤滑剤粒子等の充填剤はベースになる樹脂材料に
分散した状態でピストンスカート面に塗着される。

このため、塗装後に樹脂被膜を加熱して乾燥、硬化を行
う際、未硬化の樹脂材料中に発生ずる対流現象により樹
脂材料中の固体潤滑剤粒子が樹脂材料内部で移動し、塗
膜表面や、ピストンと塗膜との境界面に凝集する傾向が
ある。固体潤滑剤粒子は樹脂被膜とピストン表面との接
着力には寄与しないため、固体潤滑剤粒子がピストンと
樹脂被膜との境界面に凝集した場合ピストン表面と樹脂
被膜との接着性が悪化し、樹脂被膜の剥離を生ずる原因
となっていた。また剥離を生じない場合でもベース樹脂
中の固体潤滑剤粒子の分布密度にむらが生ずるため被膜
の潤滑特性が低下する可能性があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記問題を解決するためオフセット式印刷機構
を用いてピストンスカート部に、ベースとなる耐熱性樹
脂と、固体潤滑剤を含む樹脂とを（３） （４） 層状に重ねて形成することを特徴としている。

すなわち、本発明によれば、印刷部と、クリーニングロ
ーラと、冷却ローラと、メツシュローラとを通過して循
環走行する転写ブランケットベルトの表面を、前記印刷
部通過後に、前記クリーニングローラの加熱した表面と
接触させてブランケットベルト表面上に残留した被膜形
成材料を除去し、次いで前記冷却ローラと接触させて所
定温度まで冷却した後、ブランケットベルト表面の第１
の区間を第１のメツシュローラと、第１の区間に連続し
た第２の区間を第２のメツシュローラとそれぞれ接触さ
せ、第１のメツシュローラ表面に所定のパターンで塗付
した耐熱性樹脂と、第２のメツシュローラ表面に所定の
パターンで塗付した、紫外線硬化樹脂と充填剤との混合
物とをブランケットベルト表面のそれぞれ前記第１の区
間と第２の区間とに転写し、次いでプランケ・シトベル
ト表面の第２の区間に紫外線を照射して前記紫外線硬化
樹脂を硬化させた後、前記印刷部において、ピストンを
、所定圧力で押圧しながら最初にプランゲットベルト表
面の第１の区間に、次いで第２の区間にそれぞれ転がり
接触させることにより、前記ピストンのスカート部に第
１の区間で対熱性樹脂被膜を形成し、第２の区間で前記
対熱性樹脂被膜上に充填剤を含む紫外線硬化樹脂層を形
成することを特徴とするピストンスカートへの樹脂被膜
形成方法が提供される。

前記第１と第２のメツシュローラには角形の微細な凹部
を多数形成し、メンシュローラ表面に樹脂材料を塗付し
た後ドクターブレードで余剰樹脂材料をローラ表面から
除去し、メツシュローラ表面の前記凹部のそれぞれの内
部に保持された樹脂材料のみをブランケットベルト表面
に転写するようにする。

〔作　用〕

メツシュローラに塗付された樹脂材料は、余剰分がドク
ターブレードにより掻き取られ、メツシュローラ表面の
凹部内に保持された樹脂材料のみがブランケットベルト
に転写される。このためブ（５） （６） ランケラトベルト表面の前記第１と第２の区間にはそれ
ぞれ第１と第２のメツシュローラ表面の四部の大きさと
配列パターンに応じて耐熱性樹脂と固体潤滑剤を含む紫
外線硬化樹脂とがそれぞれ粒子状に転写される。

次に、ブランケットベルト表面に形成された樹脂粒子に
紫外線を照射し、第２の区間に形成された紫外線硬化樹
脂の硬化を行う。更に、ブランケットベルトが走行して
第１の区間が印刷部に到達すると、ブランケットベルト
表面にピストンが所定圧力で押圧され、まず第１の区間
で転がり接触する。これにより、第１の区間の耐熱樹脂
粒子がピストンスカート部へ転写されるが、耐熱樹脂粒
子は未硬化であるため、この際にピストンスカート表面
に押圧されて拡がり、互いに連結して−様な厚さの未硬
化樹脂の被膜を形成する。

第１の区間で未硬化樹脂被膜が形成されたピストンは、
次にブランケットベルト表面の第２の区間と転がり接触
する。第２の区間に形成された紫外線硬化樹脂は前述の
ように紫外線照射により硬化して、固体潤滑剤を含む硬
化樹脂粒子となっているため、上記転がり接触により、
第１の区間で形成された未硬化樹脂被膜の軟表面に第２
の区間の硬化樹脂粒子が埋め込まれ、樹脂粒子層を形成
する。このため、ピストンスカート表面には接着性に優
れた耐熱性樹脂層と、その外側の固体潤滑剤を含む潤滑
性に優れた樹脂粒子層との二層から成る被膜が形成され
、耐熱性被膜を加熱硬化することにより全体として、ピ
ストンとの接着強度が高く、しかも潤滑性の優れた樹脂
被膜が形成される。

〔実施例〕

第■図に本発明によるピストンスカート部への被膜形成
方法の実施に用いるベルト式オフセット印刷機の一例を
示す。

本実施例では、耐熱性樹脂としてボリイξド、ポリアミ
ドイミド、エポキシ、フェノール等の耐熱性接着剤を使
用し、紫外線硬化樹脂に混入する充填剤としてはＭＯ５
２（二硫化モリブデン）、４フ（７） （８） フ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）　、グラファイト等の固
体潤滑剤微粉末を用いる。これら樹脂には適宜な溶剤（
例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、キシレン、ヂメチ
ルホルムア稟ド等）を加え塗付、転写が容易なように粘
度を調整している。

第１図において、■はシリコンゴム製の平ベルトから成
るブランケットベルトである。このブランケットベルト
は図示しない駆動装置により、メツシュローラ２ａ、　
　２ｂ、ガイドローラ３、印刷部１３．クリーニングロ
ーラ６、冷却ローラ７を通り図の矢印Ａの方向に循環走
行しており、クリニングローラ６、冷却ローラフには、
それぞれ所定圧力で押圧されて接触している。また、４
はメツシュローラ２ａと印刷部１３との間に配置された
紫外線ランプであり、ブランケットベルト１の表面に紫
外線を照射している。

メンシュローラ２ａは第２図に示すように金属製ローラ
であり、メツシュローラ２ａの表面には図示しない材料
供給ポンプから材料供給ノズル９を介して前述の耐熱性
樹脂材料５が供給され、又、メツシュローラ２ａの表面
にはドクターブレード１０が当接しており、メツシュロ
ーラ２ａが図の矢印方向に回転すると材料供給ノズル９
によりローラ表面に塗付された樹脂材料５を掻き取って
樹脂材料回収口１１へ落下させ、図示しない回収ポンプ
を介して材料供給タンクに回収するようになっている。

ドクターブレード１０によりメッシュローラ２ａ表面の
余剰樹脂材料が除去されるため、ドクターブレード１０
通過後のメッシュローラ２ａ表面には前記凹部８の中に
のみ樹脂材料５が保持される。メツシュローラ２ｂはメ
ツシュローラ２ａと同一の構造であるがノズル９からは
固体粒子潤滑剤を混合した紫外線硬化樹脂が供給される
。

ドクターブレード１０で余剰樹脂材料が除去された後メ
ツシュローラ２ａ、２ｂの表面はブランケットベルトｌ
に当接され、凹部８の樹脂材料はブランケットベルト１
表面に転写される。第３図（Ａ）　（Ｂ）はブランケッ
トベルト１に転写された樹脂材料のパターンを示す。樹
脂材料はブランケット（９） （■０） ベルト１に転写されると表面張力でベルト表面に半球状
の樹脂粒子２２を形成し、その配列と大きさとはメツシ
ュローラ２ａ、２ｂの凹部８の配列パターンと大きさと
に対応している。ピストンに形成される被膜の厚さは凹
部８の大きさと配置とにより決定され、乾燥、硬化後の
被膜厚さを１０μｍ程度とした場合凹部８は深さ６５μ
ｍ程度、−辺が３００μｍ程度の角形に形成する。

本実施例では、メツシュローラ２ａ、２ｂにはそれぞれ
エアシリンダ１２ａ、　１２ｂ　（第１図）が備えられ
ている。ブランケットベルト１はエアシリンダ１２ａ、
１２ｂが作動していない状態ではメツシュローラ２ａ、
２ｂとは接触せずに走行しており、エアシリンダが作動
するとブランケットベルト１がメツシュローラ表面に押
圧され、メツシュローラからブランケットベルト表面上
にそれぞれの樹脂材料が転写されるようになっている。

本実施例ではエアシリンダ１２ａと１２ｂとはブランケ
ットベルト１の走行に同期して作動し、エアシリンダ１
２ａが最初に作動してメツシュローラ２ａがブランケッ
トベルト１上に耐熱性樹脂の転写を開始してベルト１が
所定距離走行した後エアシリンダ１２ｂが作動し、メツ
シュローラ２ｂがブランケットベルト１上に紫外線硬化
樹脂の転写を開始する。

更にベルト１が走行して、メンシュローラ２ｂにより転
写された紫外線硬化樹脂がメツシュロ−ラ２ｂに到達す
るとエアシリンダ１２ａは作動を停止し、ブランケット
ベルト１はメンシュローラ２ａから離反し、耐熱性樹脂
の転写を完了する。更に所定距離だけブランケットベル
ト１が走行するとエアシリンダ１２ｂも作動を停止し、
ブランケットベルト１はメツシュローラ２ｂからも離反
する。

これによりブランケットベルト１上にはそれぞれ所定の
長さの、耐熱性樹脂が転写された区間１と、紫外線硬化
樹脂が転写された区間２とが連続して形成されることに
なる。

次に、ブランケットヘルド表面の区間１と区間２とは紫
外線ランプ４の前を通過して紫外線の照射を受ける。こ
のとき、区間１の耐熱性樹脂は紫外線照射により影響を
受けず、区間２の紫外線硬（１１〉 （１２） 化樹脂のみが硬化して、固体潤滑剤を包含する硬化樹脂
粒子となる。紫外線ランプ４を通過後ブランケットベル
ト１の区間１と区間２とは印刷部１３に到達し、ピスト
ンに樹脂を転写する。

被膜を形成するピストン（以下ワーク２０と呼ぶ）は、
第４図（Ａ）に示すように治具２３にセットされ、図示
しない洗浄装置で表面の油脂骨や異物を洗浄後、洗浄に
用いた溶剤の乾燥を兼ねて９０〜１２０°Ｃ程度に予熱
された状態で第１図のワーク投入口２５からタイミング
スクリュー２６を経て搬送ベルト２７により印刷部１３
に供給される。

タイミングスクリュー２６はワーク２０を搬送ベルト２
７上に一時滞留させ、メンシュローラ２ａのエアシリン
ダ１２ａと同期してワーク２０を供給し、ワーク２０が
ブランケットベルト１上の区間１と区間２と印刷部２０
で接触するようにしている。

印刷部１３ではワーク２０は搬送ベルト２７により搬送
され、ガイド２８とブランケットベルト１との間隙を通
過する際にガイド２８によりブランケットベルト１に所
定の圧力で押圧され、転写ブランケットとの摩擦により
ブランケットベルト１上を転動し、ピストンスカート部
にはブランケットベルト１上の樹脂粒子が転写される。

印刷部１３では、上記押圧力（印圧）は第４図（Ｂ）に
示すようにワーク上端部２１と治具２３の下端部２４の
２点で受承される。更に、治具下端部２４周囲にはガイ
ド溝２４ａが形成されておりガイド２８のガイドレール
２８ａと係合するため、印圧によりワークにずれが発生
することがない。

ワーク表面への被膜形成過程を第５　（Ａ）　、　（Ｂ
）図を用いて説明する。ワーク２０は印刷部１３で、走
行するブランケットベルト１の区間１に押圧され、ブラ
ンケットベルト１の表面の区間１と転がり接触する。ワ
ーク２０はガイド２８により所定の印圧でブランケット
ベルト表面に押圧されるため、区間１に形成された耐熱
性樹脂の未硬化粒子はワーク２０に転写される際に拡が
って互いに連結し、ピストンスカート表面３２には−様
な厚さの耐熱性樹脂層３３が形成される（第５（Ａ）図
）。

（１３） （１４） 区間１との転がり接触に続いてワーク２０は区間２と転
がり接触するが、区間２に形成された紫外線硬化樹脂粒
子は紫外線照射により硬化して、固体潤滑剤を包含した
硬化樹脂粒子３４になっている。この硬化樹脂粒子はワ
ーク２０が区間２を転動する際区間１で形成された未硬
化の耐熱樹脂層３３の部表面に埋め込まれ、ワーク２０
が区間２との転がり接触を完了するとピストン表面３２
には耐熱樹脂層３３の外側に固体潤滑剤を包含した樹脂
粒子３４の層（第５（Ｂ）図）が形成される。

前述のようにワーク２０は予熱されており、ワーク表面
に形成された樹脂被膜からは溶剤が直ちに蒸発するため
、ワーク表面で溶剤が流動することがなく、−度形成さ
れた被膜はワーク２０上に安定に保持され、膜厚にむら
が生じない。

本実施例では前記ガイド２８に乾燥用ブロワ３０（第１
図）が設けられておりガイド２８を通過中のワーク２０
に熱風を当てて乾燥を加速させると共に、印刷部１３通
過後のワーク２０を乾燥機３１を通過させ、更に熱風を
当てて乾燥を完全に行っている。

乾燥機３１を通過したワークは、この後搬送ベルト２７
により図示しない加熱装置に送られ、樹脂被膜の硬化が
行われる。

加熱による硬化が完了すると、ピストンスカート部表面
には接着性に優れた耐熱樹脂層と、その外側に堅固に保
持された、固体潤滑剤を含む樹脂粒子層とが形成され、
機械的強度と潤滑性とに優れた被膜を得ることができる
。

ブランケットベルト１は印刷部１３で印刷を完了した後
クリーニングローラ６と接触する。本実施例ではクリー
ニングローラ６表面には両面粘着テープにより粘着層が
形成され、内部ヒータ又は熱風ブロワ−（図示せず）に
より４０°Ｃ〜６０°Ｃ程度の表面温度に加熱されてい
る。ピストンに転写を完了後にブランケットベルト１表
面に残留している樹脂粒子はクリーニングローラ６表面
と接触して乾燥し、粘着層に付着し、他の異物と共にブ
ランケットベルト１表面から除去される。クリニングロ
ーラ６通過後のブランケットベルト１（１５） （１６） は、次に冷却ローラ７と接触する。ブランケットベルト
】の表面は加熱されたワーク２０やクリーニングローラ
６との接触により温度が上昇しているため、このままで
は温度上昇による伸びや歪みが発生したり、ベルト上で
の溶剤蒸発速度が過大となり、印刷部１３で樹脂被膜を
形成する際に膜圧がばらつく可能性がある。このため冷
却ローラ７ｚこ接触させブランケットベルト１を常温付
近まで冷却して上記問題の発生を防止しているものであ
る。本実施例では冷却ローラ７は内部に冷却水通路を有
する金属製ローラを用いている。

クリーニングローラ６を通過して表面が清浄化され、冷
却ローラ７を通過して冷却されたブランケットベルト１
は再びメツシュローラ２ｂ、２ａに循環走行し、樹脂転
写とワーク２０のピストンスカート部への被膜形成工程
が繰り返される。このため上記被膜形成行程は連続して
行うことができ、作業効率が向上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ベルト式オフセット印刷機構を用いて
、ピストンスカート部に接着性の高い熱硬化性樹脂層と
、潤滑性の高い充填剤を含む樹脂粒子層とから成る樹脂
被膜を１回の工程で形成することが可能となり、全体と
して機械的強度と潤滑性とに優れた樹脂被膜を容易に得
ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による樹脂被膜形成方法に使用するベル
ト・式オフセット印刷機の一例を示す平面図、第２図は
メツシュローラの略示図、第３図（Ａ）はブランケット
ベルト上に形成された樹脂粒子パターンを示す同第３図
（Ｂ）は第３図（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面図、第４図
（Ａ）、（Ｂ）図はそれぞれ治具に取り付けたワークと
印刷部における印圧の受承部分を示す図、第５図（Ａ）
　、　（Ｂ）はピストン表面に２層の被膜が形成される
過程を示す略示図である。 １・・・ブランケットベルト、 （１７） （１８） ２ａ、２ｂ・・・メツシュローラ、 ３・・・ガイドローラ、　　　　４・・・紫外線ランプ
６・・・クリーニングローラ、７・・・冷却ローラ、１
２・・・エアシリンダ、　　　１３・・・印刷部、２０
・・・ワーク、 ２６・・・タイごングスクリュー ２７・・・搬送ベルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、印刷部と、クリーニングローラと、冷却ローラと、
   メッシュローラとを通過して循環走行する転写ブランケ
   ットベルトの表面を、前記印刷部通過後に、前記クリー
   ニングローラの加熱した表面と接触させてブランケット
   ベルト表面上に残留した被膜形成材料を除去し、次いで
   前記冷却ローラと接触させて所定温度まで冷却した後、
   ブランケットベルト表面の第１の区間を第１のメッシュ
   ローラと、第１の区間に連続した第２の区間を第２のメ
   ッシュローラとそれぞれ接触させ、第１のメッシュロー
   ラ表面に所定のパターンで塗付した耐熱性樹脂と、第２
   のメッシュローラ表面に所定のパターンで塗付した、紫
   外線硬化樹脂と充填剤との混合物とをブランケットベル
   ト表面のそれぞれ前記第１の区間と第２の区間とに転写
   し、次いでブランケットベルト表面の第２の区間に紫外
   線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させた後、前記
   印刷部において、予め所定温度に加熱したピストンを、
   所定圧力で押圧しながら最初にブランケットベルト表面
   の前記第１の区間に、次いで前記第２の区間にそれぞれ
   転がり接触させることにより、前記ピストンのスカート
   部に第１の区間で対熱性樹脂被膜を形成し、第２の区間
   で前記熱硬化性樹脂被膜上に充填剤を含む紫外線硬化樹
   脂層を形成することを特徴とするピストンスカートへの
   樹脂被膜形成方法。