JPH06199068A - 親水性セラミックス被覆ローラ - Google Patents
親水性セラミックス被覆ローラInfo
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- JPH06199068A JPH06199068A JP1680893A JP1680893A JPH06199068A JP H06199068 A JPH06199068 A JP H06199068A JP 1680893 A JP1680893 A JP 1680893A JP 1680893 A JP1680893 A JP 1680893A JP H06199068 A JPH06199068 A JP H06199068A
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- Japan
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- film
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- roller
- hydrophilic
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- Rotary Presses (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、水溶液に対する均一な濡れ性と
耐食性、表面の磨耗による粗度変化を起こさず耐磨耗性
に優れた親水性セラミックス被覆ローラを提供するもの
である。 【構成】 ローラ基材の表面にＴｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓ
ｉ、Ｚｒ、Ｂの炭化物、窒化物、または炭窒化物からな
る膜厚１μｍ以上１０μｍ以下の緻密質セラミックス皮
膜を密着性良く成膜してなることを特徴とする親水性セ
ラミックス被覆ローラ。皮膜表面から１μｍの深さま
で、気孔率１．０％以下、Ｘ線回折法による同定で第二
相ピークが見られないこと、０．５μｍ以下の結晶粒よ
り構成されることが望ましい。これらセラミックス皮膜
は、プラズマを媒体とし、金属蒸気あるいは金属蒸気と
ガスをイオン化し成膜するイオンプレーティング法等で
得られる。
耐食性、表面の磨耗による粗度変化を起こさず耐磨耗性
に優れた親水性セラミックス被覆ローラを提供するもの
である。 【構成】 ローラ基材の表面にＴｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓ
ｉ、Ｚｒ、Ｂの炭化物、窒化物、または炭窒化物からな
る膜厚１μｍ以上１０μｍ以下の緻密質セラミックス皮
膜を密着性良く成膜してなることを特徴とする親水性セ
ラミックス被覆ローラ。皮膜表面から１μｍの深さま
で、気孔率１．０％以下、Ｘ線回折法による同定で第二
相ピークが見られないこと、０．５μｍ以下の結晶粒よ
り構成されることが望ましい。これらセラミックス皮膜
は、プラズマを媒体とし、金属蒸気あるいは金属蒸気と
ガスをイオン化し成膜するイオンプレーティング法等で
得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、水溶液を使用する印
刷や製版現像に適した、親水性、耐食性、耐摩耗性に優
れたローラに関する。
刷や製版現像に適した、親水性、耐食性、耐摩耗性に優
れたローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】印刷機給水用や製版現像機用ローラは、
水溶液をロール表面に濡れさせ、フィルム等に転写する
機能を持っている。
水溶液をロール表面に濡れさせ、フィルム等に転写する
機能を持っている。
【０００３】水溶液中に浸漬されて使用される場合もあ
り、ローラには、溶液に対する耐食性や、扱いやすさか
らこれまで金属メッキ、ゴムおよび樹脂の利用も盛んで
あった。
り、ローラには、溶液に対する耐食性や、扱いやすさか
らこれまで金属メッキ、ゴムおよび樹脂の利用も盛んで
あった。
【０００４】しかし、溶液に対する均一な濡れ性が得ら
れなかったり、表面の磨耗による粗度変化で寿命が短い
等の問題があった。
れなかったり、表面の磨耗による粗度変化で寿命が短い
等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、水
溶液に対する均一な濡れ性（親水性）と耐食性、表面の
磨耗による粗度変化を起こさず耐磨耗性に優れた親水性
セラミック被覆ローラを提供するものである。
溶液に対する均一な濡れ性（親水性）と耐食性、表面の
磨耗による粗度変化を起こさず耐磨耗性に優れた親水性
セラミック被覆ローラを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ローラ基材の
表面にＴｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂの炭化物、窒
化物、または炭窒化物からなる膜厚１μｍ以上１０μｍ
以下の緻密質セラミックス皮膜を密着性良く成膜してな
る親水性セラミック被覆ローラである。
表面にＴｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂの炭化物、窒
化物、または炭窒化物からなる膜厚１μｍ以上１０μｍ
以下の緻密質セラミックス皮膜を密着性良く成膜してな
る親水性セラミック被覆ローラである。
【０００７】ローラ基材の材質としては、加工性等から
金属が一般的である。その中でも、耐食性の点から例え
ばステンレス製のものが好ましい。
金属が一般的である。その中でも、耐食性の点から例え
ばステンレス製のものが好ましい。
【０００８】親水性の評価には、液との接触角（濡れ
性）を測定するのが簡便で正確である。
性）を測定するのが簡便で正確である。
【０００９】接触角の測定には、例えば、接触計（協和
界面科学製ＣＡ−ＤＴ等）で試料表面に対する液滴の接
触角を測定する方法がある。
界面科学製ＣＡ−ＤＴ等）で試料表面に対する液滴の接
触角を測定する方法がある。
【００１０】接触角を低くするのに、皮膜最表面を、気
孔率の少ない緻密質にすること、単一結晶相に近くする
こと、かつ微細結晶粒より構成されることが必要であ
る。
孔率の少ない緻密質にすること、単一結晶相に近くする
こと、かつ微細結晶粒より構成されることが必要であ
る。
【００１１】具体的には、皮膜表面から１μｍの深さま
で、気孔率１．０％以下、Ｘ線回折法による同定で第二
相ピークが見られないこと、０．５μｍ以下の結晶粒よ
り構成されることが望ましい。
で、気孔率１．０％以下、Ｘ線回折法による同定で第二
相ピークが見られないこと、０．５μｍ以下の結晶粒よ
り構成されることが望ましい。
【００１２】これにより、例えば、純水との接触角が、
アルミナ溶射膜では８３度に対して本発明では５０度以
下にすることができる。
アルミナ溶射膜では８３度に対して本発明では５０度以
下にすることができる。
【００１３】気孔率は、例えば皮膜表面の１０００倍程
度の電子顕微鏡写真を画像解析することで求められる。
また、結晶粒の大きさは皮膜の透過電子顕微鏡観察によ
り測定できる。
度の電子顕微鏡写真を画像解析することで求められる。
また、結晶粒の大きさは皮膜の透過電子顕微鏡観察によ
り測定できる。
【００１４】これらセラミックス皮膜は、プラズマを媒
体とし、金属蒸気あるいは金属蒸気とガスをイオン化し
成膜するイオンプレーティング法等で得られる。
体とし、金属蒸気あるいは金属蒸気とガスをイオン化し
成膜するイオンプレーティング法等で得られる。
【００１５】例えばＴｉＮを成膜するとき、イオンプレ
ーティング法では電子銃蒸発源に金属チタンをいれ、こ
れを１×１０-3Ｔｏｒｒ以下の高真空下で電子ビームで
溶解し、電子銃蒸発源の上部に設置されたイオン化電極
に正の直流バイアスを印可することで、プラズマを発生
させ、基材に負の直流バイアスを印可して成膜する。
ーティング法では電子銃蒸発源に金属チタンをいれ、こ
れを１×１０-3Ｔｏｒｒ以下の高真空下で電子ビームで
溶解し、電子銃蒸発源の上部に設置されたイオン化電極
に正の直流バイアスを印可することで、プラズマを発生
させ、基材に負の直流バイアスを印可して成膜する。
【００１６】この時、基材付近に窒素ガスを反応ガスと
して導入することでＴｉＮが得られる。
して導入することでＴｉＮが得られる。
【００１７】基材は、均質な皮膜を得るために回転させ
成膜することが望ましい。成膜時の温度は５００℃以下
で可能であり、基材の温度による変形はほとんどない。
成膜することが望ましい。成膜時の温度は５００℃以下
で可能であり、基材の温度による変形はほとんどない。
【００１８】皮膜表面粗度も１０μｍ程度であれば基材
とほぼ同じ粗度に成膜できるので再研磨は必要く、回転
させながら成膜することが容易である。
とほぼ同じ粗度に成膜できるので再研磨は必要く、回転
させながら成膜することが容易である。
【００１９】溶射法では窒化物、炭化物の高純度の緻密
皮膜は得られにくく、ＣＶＤ法では高温成膜のため結晶
粒が粗大化しあるいは熱による基材の変形を招き、スパ
ッタリング法では密着性のある厚膜が得られにくいので
不適当である。
皮膜は得られにくく、ＣＶＤ法では高温成膜のため結晶
粒が粗大化しあるいは熱による基材の変形を招き、スパ
ッタリング法では密着性のある厚膜が得られにくいので
不適当である。
【００２０】Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂの炭化
物、窒化物、または炭窒化物からなるセラミックスは硬
度が高く耐磨耗性に優れている。
物、窒化物、または炭窒化物からなるセラミックスは硬
度が高く耐磨耗性に優れている。
【００２１】例えば、ヴィッカース硬度でＴｉＣＮ、Ｃ
ｒＮ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ｂ4Ｃはそれぞれ２０
００―４０００、１０００―１２００、１２００―１３
００、３０００―３５００、２０００―３０００、２４
００―４０００とステンレス基材の３００―８００に比
べるとはるかに高硬度である。
ｒＮ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ｂ4Ｃはそれぞれ２０
００―４０００、１０００―１２００、１２００―１３
００、３０００―３５００、２０００―３０００、２４
００―４０００とステンレス基材の３００―８００に比
べるとはるかに高硬度である。
【００２２】実際にこれらセラミックス皮膜は磨耗試験
においても耐磨耗性が良好で、さらに耐食性においても
鉄鋼系母材に比べ良い結果を示した（第１表）。
においても耐磨耗性が良好で、さらに耐食性においても
鉄鋼系母材に比べ良い結果を示した（第１表）。
【００２３】皮膜の厚さは、１μｍより薄いと耐食性が
十分でなく、１０μｍより厚いと成膜処理時間が長くな
るうえに、皮膜剥離といった問題を引き起こすことから
１μｍ以上１０μｍ以下とすることがよい。
十分でなく、１０μｍより厚いと成膜処理時間が長くな
るうえに、皮膜剥離といった問題を引き起こすことから
１μｍ以上１０μｍ以下とすることがよい。
【００２４】皮膜の密着性は、例えば、ＬＥＶＥＴＥＳ
Ｔのスクラッチテスターで測定した臨界剥離荷重値が１
０Ｎ以上あることが望ましい。
Ｔのスクラッチテスターで測定した臨界剥離荷重値が１
０Ｎ以上あることが望ましい。
【００２５】
【作用】Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂの炭化物、
窒化物、または炭窒化物からなるセラミックス皮膜は、
表面硬度が高く化学的にも安定で、耐磨耗性と耐食性に
優れている。
窒化物、または炭窒化物からなるセラミックス皮膜は、
表面硬度が高く化学的にも安定で、耐磨耗性と耐食性に
優れている。
【００２６】これらセラミックス皮膜が水溶液との濡れ
性に優れるためには、皮膜表面のエネルギーを最小にす
る必要がある。
性に優れるためには、皮膜表面のエネルギーを最小にす
る必要がある。
【００２７】このためには、皮膜表面が化学的にも物理
的にも均質であること、つまり気孔がなく、単一結晶相
で、微細な結晶粒から構成されていることが望ましい。
的にも均質であること、つまり気孔がなく、単一結晶相
で、微細な結晶粒から構成されていることが望ましい。
【００２８】気孔や異種相の境界には表面エネルギーの
ギャップが生じ、均一な濡れ性を妨げる原因となる。
ギャップが生じ、均一な濡れ性を妨げる原因となる。
【００２９】表面の濡れ性に及ぼす膜厚は皮膜表面から
１μｍの深さで十分である。純水との接触角が、５０度
以下であることは、従来のものから比べると格段の改善
である。
１μｍの深さで十分である。純水との接触角が、５０度
以下であることは、従来のものから比べると格段の改善
である。
【００３０】本発明のローラは、親水性、耐食性、耐磨
耗性に優れ、従来より長時間、高性能のままで使用する
ことができる。
耗性に優れ、従来より長時間、高性能のままで使用する
ことができる。
【００３１】
【実施例】皮膜の特性を第１表に示す。基材は試料番号
１２以外はＳＵＳ３０４を使用した。皮膜の化学組成は
ＧＤＳ（Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ Ｓｐｅｃｔ
ｒｏｓｃｏｐｙ）法により決定した。
１２以外はＳＵＳ３０４を使用した。皮膜の化学組成は
ＧＤＳ（Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ Ｓｐｅｃｔ
ｒｏｓｃｏｐｙ）法により決定した。
【００３２】試料番号１から８までが実施例である。試
料番号１から８まではイオンプレーティング（ＩＰ）法
により成膜した。
料番号１から８まではイオンプレーティング（ＩＰ）法
により成膜した。
【００３３】試料番号９はＣＶＤ法により、試料番号１
０はスパッタリング法により成膜した。試料番号１３は
溶射皮膜である。
０はスパッタリング法により成膜した。試料番号１３は
溶射皮膜である。
【００３４】イオンプレーティングは、金属蒸発源にＴ
ｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｂを使い、電子銃で溶解
し、これを直流プラズマ中で活性化させた。
ｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｂを使い、電子銃で溶解
し、これを直流プラズマ中で活性化させた。
【００３５】反応ガスとして窒素、アセチレンを使っ
た。コーティング中、いずれもバイアスは５００Ｖの直
流バイアスを印加し、圧力は６×１０-4ｔｏｒｒで行な
った。
た。コーティング中、いずれもバイアスは５００Ｖの直
流バイアスを印加し、圧力は６×１０-4ｔｏｒｒで行な
った。
【００３６】第二相ＸＲＤピーク比は、皮膜のＸ線回折
ピークのうち、最大ピークに対応する結晶相を第一相と
したとき、第一相を除いたピークのうちで最大のものを
第二相としたときのピークの有無である。
ピークのうち、最大ピークに対応する結晶相を第一相と
したとき、第一相を除いたピークのうちで最大のものを
第二相としたときのピークの有無である。
【００３７】結晶粒の大きさは皮膜の透過電子顕微鏡観
察により測定した。接触角の測定には、接触計（協和界
面科学製ＣＡ―ＤＴ等）で試料表面に対する純水液滴の
接触角を測定した。
察により測定した。接触角の測定には、接触計（協和界
面科学製ＣＡ―ＤＴ等）で試料表面に対する純水液滴の
接触角を測定した。
【００３８】気孔率は、皮膜表面の１０００倍の電子顕
微鏡写真により求めた。耐磨耗性はスクラッチテスター
の針にＳ４５Ｃ製ピン（先端０．２ｒ）を付け、荷重１
０Ｎ、速度１０ｍｍ／ｍｉｎで磨耗試験したときの皮膜
表面の磨耗窪み深さで比較した。
微鏡写真により求めた。耐磨耗性はスクラッチテスター
の針にＳ４５Ｃ製ピン（先端０．２ｒ）を付け、荷重１
０Ｎ、速度１０ｍｍ／ｍｉｎで磨耗試験したときの皮膜
表面の磨耗窪み深さで比較した。
【００３９】第１表では、磨耗窪み深さ０．２μｍ以下
を小、２．０μｍ以上を大、それ以外を中とした。耐食
性はアルカリ溶液（ＰＨ１３）中に７日間浸漬後、皮膜
表面をＳＥＭ観察し、１ｃｍ2の露出表面に対する腐食
面積％で比較した。３０％以下を小、７０％以上を大、
それ以外を中とした。
を小、２．０μｍ以上を大、それ以外を中とした。耐食
性はアルカリ溶液（ＰＨ１３）中に７日間浸漬後、皮膜
表面をＳＥＭ観察し、１ｃｍ2の露出表面に対する腐食
面積％で比較した。３０％以下を小、７０％以上を大、
それ以外を中とした。
【００４０】試料表面の粗度はいずれもＲａ ０．１μ
ｍに統一した。膜厚１μｍ以上１０μｍ以下の緻密質セ
ラミックス皮膜を基材表面に成膜することで親水性、耐
食性、耐磨耗性に優れたセラミックス被覆ローラを得る
ことができた。
ｍに統一した。膜厚１μｍ以上１０μｍ以下の緻密質セ
ラミックス皮膜を基材表面に成膜することで親水性、耐
食性、耐磨耗性に優れたセラミックス被覆ローラを得る
ことができた。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【発明の効果】水溶液に対する均一な濡れ性（親水性）
と耐食性、表面の磨耗による粗度変化を起こさず耐磨耗
性に優れた親水性セラミックス被覆ローラを得ることが
できる。
と耐食性、表面の磨耗による粗度変化を起こさず耐磨耗
性に優れた親水性セラミックス被覆ローラを得ることが
できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 ローラ基材の表面に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂの炭化物、窒化物、または炭窒化物
からなる膜厚１μｍ以上１０μｍ以下の緻密質セラミッ
クス皮膜を密着性良く成膜してなることを特徴とする親
水性セラミックス被覆ローラ。 - 【請求項２】 セラミックス皮膜が、皮膜表面から１μ
ｍの深さまで、気孔率１．０％以下、Ｘ線回折法による
同定で第二相ピークが見られないこと、０．５μｍ以下
の結晶粒より構成される請求項１記載の親水性セラミッ
クス被覆ローラ。 - 【請求項３】 セラミックス皮膜が、イオンプレーティ
ング法によって成膜された請求項１または２記載の親水
性セラミックス被覆ローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1680893A JPH06199068A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 親水性セラミックス被覆ローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1680893A JPH06199068A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 親水性セラミックス被覆ローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06199068A true JPH06199068A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=11926456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1680893A Withdrawn JPH06199068A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 親水性セラミックス被覆ローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06199068A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008010747A1 (en) * | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Sandvik Intellectual Property Ab | Method of producing a rough surface on a substrate |
| US20110186224A1 (en) * | 2005-03-17 | 2011-08-04 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Method and device for descaling a metal strip |
| JP2021159787A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-11 | 成康 町田 | 塗工ロール |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP1680893A patent/JPH06199068A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110186224A1 (en) * | 2005-03-17 | 2011-08-04 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Method and device for descaling a metal strip |
| WO2008010747A1 (en) * | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Sandvik Intellectual Property Ab | Method of producing a rough surface on a substrate |
| JP2021159787A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-11 | 成康 町田 | 塗工ロール |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |