專利名稱：金屬滾筒之玻璃融射方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬滾筒之玻璃融射方法及裝置。
印刷用之滾筒或被使用于制紙或者制鐵等之工業(yè)用滾筒，以往以來(lái)以鐵制者被使用最多。這些金屬制滾筒與強(qiáng)酸性或具有堿性之印刷油墨、清潔液、紙或者金屬制品等接觸之故，由于長(zhǎng)時(shí)間腐蝕促使了表面之劣化。又，此種滾筒很多被使用于高溫多濕之嚴(yán)苛條件下，會(huì)有因滾筒表面之污染使得表面劣化快、耐久性差之問(wèn)題。
再者，通常之物品搬運(yùn)用滾筒或者導(dǎo)引用滾筒與近年來(lái)之電子機(jī)器類一齊地被使用很多之故，最好具有電氣絕緣性，又期望在滾筒表面油污不易附著，即使油污附著也可以簡(jiǎn)單地去除。
以解決上述技術(shù)課題為目的，提出了在表面具有玻璃皮膜之滾筒。本發(fā)明者先前將具有玻璃表面之滾筒基材以及該制法公開(kāi)于特開(kāi)平4-99259號(hào)公報(bào)，又將形成玻璃皮膜有用之融射裝置之融射槍公開(kāi)于專利第2562801號(hào)公報(bào)。又，在特開(kāi)昭64-13324號(hào)公報(bào)也公開(kāi)了金屬制滾筒表面形成玻璃融射皮膜之技術(shù)。
由這些先前之技術(shù)可以理解，經(jīng)由在金屬滾筒表面融射玻璃材料，提供了工業(yè)上有用之具有玻璃皮膜之滾筒。
然而，為了形成此種玻璃皮膜，在融射玻璃材料之際，該基材之金屬滾筒之溫度控制非常重要。依據(jù)本發(fā)明者之研究，融射時(shí)，將基材加熱至玻璃之軟化點(diǎn)以上之約600～900℃之高溫，這對(duì)于形成優(yōu)良之玻璃皮膜是非常重要的。
但是，若是小型之滾筒倒還可以，但在工業(yè)用之滾筒，直徑200～300mm、長(zhǎng)度1000mm以上之大型滾筒也決不少，加熱此種大型滾筒至600～900℃，需要長(zhǎng)時(shí)間與巨大之燃料費(fèi)。
然而另一方面，將金屬滾筒基材長(zhǎng)時(shí)間保持在此種高溫條件下，例如在SS41之鐵材等，會(huì)有招致基材劣化之虞，又，馬丁體(martensite)銹鋼等熱膨脹系數(shù)變化大，在玻璃皮膜之形成上會(huì)產(chǎn)生大問(wèn)題。
再者，經(jīng)由融射形成之玻璃皮膜若在高溫狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)間(雖因成份會(huì)有不同，概略為60分鐘以上)暴露，此融射玻璃層再結(jié)晶，會(huì)產(chǎn)生玻璃質(zhì)變質(zhì)之問(wèn)題。
有鑒于此，本發(fā)明主要以有效果而且有效率地進(jìn)行對(duì)于金屬滾筒基材之玻璃材料之融射用之加熱為目的。又，以保護(hù)金屬滾筒基材長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫所導(dǎo)致之劣化以及熱膨脹系數(shù)之變化為目的。又，以保護(hù)經(jīng)由融射被形成之玻璃皮膜因再結(jié)晶所導(dǎo)致之變質(zhì)為目的。
作為解決上述目的之手段，本發(fā)明的一個(gè)方面提出了金屬滾筒之玻璃融射方法之發(fā)明。此發(fā)明之特征為將于圓周方向被旋轉(zhuǎn)保持之金屬滾筒基材經(jīng)由全體加熱裝置給予全體加熱，同時(shí)經(jīng)由部分加熱裝置，將該滾筒基材局部地追加加熱，在該被追加加熱之基材表面融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
又，本發(fā)明的另一方面提出了金屬滾筒之玻璃融射方法，其特征為將于圓周方向被旋轉(zhuǎn)保持之金屬滾筒基材經(jīng)由全體加熱裝置給予全體加熱，同時(shí)經(jīng)由沿著在該滾筒基材之軸線方向移動(dòng)之部分加熱裝置，將該滾筒基材局部而且連續(xù)地追加加熱，在該被追加加熱之滾筒基材表面經(jīng)由移動(dòng)融射裝置，依序融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
在上述記載之金屬滾筒之玻璃融射方法中，其進(jìn)一步的特征是，其中上述金屬滾筒基材經(jīng)由全體加熱裝置被加熱至200～500℃，經(jīng)由部分加熱裝置被局部地追加加熱至600～900℃。
本發(fā)明的再一個(gè)方面涉及實(shí)現(xiàn)以上之發(fā)明之金屬滾筒之玻璃融射裝置，其特征是該裝置由將金屬滾筒于圓周方向旋轉(zhuǎn)保持之旋轉(zhuǎn)保持裝置，以及被配置于上述滾筒基材之軸線方向，加熱該滾筒基材全體之全體加熱裝置，以及沿著上述滾筒基材之軸線方向移動(dòng)，將該滾筒基材局部而且連續(xù)地追加加熱之部分加熱裝置，以及被配置于上述部分加熱裝置之后部，于上述被追加加熱之滾筒基材表面依序融射玻璃材料之移動(dòng)融射裝置所形成。
于上述記載之金屬滾筒之玻璃融射裝置中，移動(dòng)融射裝置被配置于部分加熱裝置之后部，兩裝置于滾筒基材之軸線方向同時(shí)地移動(dòng)。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。附圖中

圖1系表示公開(kāi)揭露于此之本發(fā)明之實(shí)施例之金屬滾筒之玻璃融射裝置之全體概略側(cè)面圖；圖2系圖1之裝置的平面圖；圖3系圖2之3-3線切斷之剖面圖；圖4系圖2之4-4線切斷之剖面圖。
首先，說(shuō)明本發(fā)明第一方面所記載之金屬滾筒之玻璃融射方法，其是將金屬滾筒基材10于圓周方向旋轉(zhuǎn)保持，經(jīng)由全體加熱裝置30把滾筒基材10全體加熱。此全體加熱最好以預(yù)熱溫度程度進(jìn)行。同時(shí)，將全體加熱之滾筒基材10經(jīng)由部分加熱裝置40，局部地追加加熱。此追加加熱進(jìn)行至玻璃材料之融射所必須之溫度。而且，在該被追加加熱之滾筒基材10表面融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
在上述的發(fā)明中，如上述般地，將對(duì)于滾筒基材10之加熱分為全體加熱(預(yù)熱)與部分加熱(真正加熱)，于玻璃材料之融射，只在必要之時(shí)、必要之部分完成必要之溫度之加熱。經(jīng)由如此，可以有效果而且有效率地進(jìn)行對(duì)于滾筒基材10之玻璃材料之融射用之加熱。經(jīng)由如此，可以避免使金屬滾筒基材10長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫，可以保護(hù)基材之劣化及熱膨脹系數(shù)之變化。又，可以保護(hù)經(jīng)由融射被形成之玻璃皮膜因再結(jié)晶所導(dǎo)致之變質(zhì)。
本發(fā)明的第二方面之特征為將于圓周方向被旋轉(zhuǎn)保持之金屬滾筒基材10經(jīng)由全體加熱裝置30給予全體加熱。同時(shí)，經(jīng)由沿著該滾筒基材10之軸線方向移動(dòng)之部分加熱裝置40將該滾筒基材10局部而且連續(xù)地追加加熱，在該被追加加熱之滾筒基材10之表面經(jīng)由移動(dòng)融射裝置50，依序地融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
依據(jù)本發(fā)明第二方面所記載之本發(fā)明，使用沿著滾筒基材10之軸線方向移動(dòng)之部分加熱裝置40以進(jìn)行追加加熱，而且經(jīng)由移動(dòng)融射裝置50，在該被追加加熱之滾筒基材10表面依序融射玻璃材料之故，可以連續(xù)而且有效率地進(jìn)行玻璃皮膜之形成。
在上述記載之發(fā)明中，上述金屬滾筒基材10經(jīng)由全體加熱裝置30被加熱至200～500℃，經(jīng)由部分加熱裝置40被局部地追加加熱至600～900℃之金屬滾筒之玻璃融射方法。
本發(fā)明的第三方面記載之融射裝置是實(shí)用而且有效果地實(shí)施上述玻璃融射方法之裝置。以下，一面說(shuō)明本發(fā)明之融射裝置，一面更詳細(xì)地說(shuō)明上述方法。
如圖1以及圖2所示般地，按本發(fā)明的第三方面記載之玻璃融射裝置包含，金屬滾筒基材10之旋轉(zhuǎn)保持裝置20，以及加熱該滾筒基材10全體之全體加熱裝置30，以及局部而且連續(xù)地追加加熱滾筒基材10之部分加熱裝置40，以及融射玻璃材料之移動(dòng)融射裝置50之各部分。又，于圖中，標(biāo)號(hào)15為加熱室，為了滾筒基材10之出入，可以透過(guò)開(kāi)閉部16使上側(cè)部分15a(圖3、圖4)可以開(kāi)閉自如。
金屬滾筒基材10由不銹鋼等之金屬形成，由滾筒本體11與兩端之軸部12所形成。
旋轉(zhuǎn)保持裝置20系將此金屬滾筒基材10于圓周方向旋轉(zhuǎn)保持者，具有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21、驅(qū)動(dòng)軸部22以及軸承部23。如圖示般地，滾筒基材10其之兩端之軸部12、12經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸部22以及軸承部23而被保持，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21于圖之箭頭R方向被旋轉(zhuǎn)著。
全體加熱裝置30被配置于上述滾筒基材10之軸線方向，加熱旋轉(zhuǎn)之滾筒基材10全體。在實(shí)施例中，全體加熱裝置30系由被配置于金屬滾筒基材10下方之復(fù)數(shù)加熱燃燒器(burner)31所形成。各燃燒器31在滾筒基材10之軸線方向被均等設(shè)置，經(jīng)由滾筒基材10之旋轉(zhuǎn)，均勻地加熱該滾筒基材10全體。全體加熱裝置30，如上述般地，最好為加熱至玻璃融射用之預(yù)熱溫度程度，概略為200至500℃者。
部分加熱裝置40如圖2以及圖3所示般地，系將經(jīng)由上述全體加熱裝置30被全體加熱(預(yù)熱)之金屬滾筒基材10再局部而且連續(xù)地追加加熱用者。部分加熱裝置40系在軌道60上以規(guī)定速度行走而構(gòu)成，于滾筒基材10之軸線方向移動(dòng)。被加工材料之金屬滾筒基材10如上述般地，系經(jīng)由旋轉(zhuǎn)保持裝置20在其圓周方向被旋轉(zhuǎn)保持者之故，部分加熱裝置40經(jīng)由在滾筒基材10之軸線方向移動(dòng)，依序加熱該滾筒基材10之全圓周面。又，雖未圖示出，但是也可以經(jīng)由機(jī)械手臂等以使之可以移動(dòng)自如。
經(jīng)由此部分加熱裝置40之追加加熱，被加熱至被融射于滾筒基材10之玻璃材料被作為玻璃皮膜而被形成時(shí)合適之溫度止。經(jīng)由此部分加熱裝置40之追加加熱溫度概略為600～900℃。部分加熱裝置40如圖所示般地，最好為在滾筒基材10之圓周方向復(fù)數(shù)配置燃燒器41，以提高其加熱效率。
移動(dòng)融射裝置50系經(jīng)由上述部分加熱裝置40在被局部而且連續(xù)地追加加熱之滾筒基材10之表面，依序融射玻璃材料以形成玻璃皮膜者。此融射裝置50系以前眾知者，在軌道60上以規(guī)定速度行走，或經(jīng)由機(jī)械手臂等在滾筒基材之軸線方向移動(dòng)地構(gòu)成。如上述般地，金屬滾筒基材10經(jīng)由旋轉(zhuǎn)保持裝置20在其圓周方向被旋轉(zhuǎn)保持之故，經(jīng)由此移動(dòng)融射裝置50在滾筒基材10之軸線方向移動(dòng)，對(duì)于該滾筒基材10之全圓周面依序被融射玻璃材料。
融射裝置50使用之玻璃材料系經(jīng)由融射可以形成玻璃皮膜之粉末材料，具體而言為玻璃粉、玻璃原料、玻璃料(frit)、玻璃料原料等。于本發(fā)明中，使用大部分原料或全部一度熔融之所謂的玻璃料。又，也可以只將水溶性的原料作為不溶性之玻璃料，其他原料在生狀態(tài)下使用之所謂的粉碎混合物。
又，如圖示而且如以上所記載的，在部分加熱裝置40之后部配置移動(dòng)融射裝置50，兩裝置于沿著滾筒基材10之軸線方向同時(shí)地移動(dòng)的話，對(duì)于被追加加熱之滾筒基材10之部分，可以有效果地進(jìn)行玻璃融射。
以下，具體記述實(shí)施例。實(shí)施例1金屬滾筒基材由直徑300mm、長(zhǎng)度1500mm之馬丁體不銹鋼所形成，經(jīng)由鋼柵噴砂被施行表面噴砂處理。
將上述金屬滾筒基材于加熱室中保持于旋轉(zhuǎn)保持裝置，以滾筒周速3.5m/分旋轉(zhuǎn)。將此被旋轉(zhuǎn)保持之滾筒基材經(jīng)由LPG氣體燃料之全體加熱裝置加熱為400℃。以全體加熱裝置一面把滾筒基材之溫度保持于400℃，一面經(jīng)由LPG氣體燃料之部分加熱裝置進(jìn)一步將金屬滾筒基材局部地追加加熱，使其部分之表面溫度提高為650℃。此部分加熱裝置以120mm/分之速度在滾筒基材之軸線方向前進(jìn)。
對(duì)于經(jīng)由部分加熱裝置被追加追熱，表面溫度成為650℃之金屬滾筒基材之部分表面，經(jīng)由被配置于該部分加熱裝置后部之移動(dòng)融射裝置依序進(jìn)行玻璃材料之融射。此例之融射裝置使用氧氣以及乙炔做為燃料，與上述部分加熱裝置相同地，以120mm/分之速度于滾筒基材之軸線方向前進(jìn)。氣體材料之供給量為120g/分。如此，在被旋轉(zhuǎn)保持之滾筒基材之全部表面形成約1mm之玻璃融射皮膜。
表示在此實(shí)施例使用之氣體融射材料之成份組成(重量％)時(shí)，如下SiO250％
B2O316％Al2O34％Li2O8％CaO 2％ZrO210％SrO 10％實(shí)施例2金屬滾筒基材使用直徑400mm、長(zhǎng)度1800mm之奧氏體不銹鋼，至追加加熱為止依據(jù)與上述實(shí)施例1同樣之方法。在實(shí)施例2中，使用由下列成分組成(重量％)形成之氣體材料。
SiO264％B2O39％Al2O33％Li2O22％SrO 1％融射使用等離子體融射裝置(F4-MBプラズマダィン社制)，特別是為了使玻璃皮膜厚之故，并設(shè)該融射裝置2臺(tái)。此等離子體融射裝置之融射條件為使用氬氣40L/分、氫氣10L/分做為等離子體氣體，等離子體電流650A、電壓65V。氣體材料之供給量為110g/分，滾筒基材之周速(旋轉(zhuǎn)速度)為4m/分。又，此情形之部分加熱裝置與移動(dòng)融射裝置之移動(dòng)速度為10mm/分。經(jīng)由此例之玻璃融射被形成之玻璃皮膜之厚度為1.8mm。
上述之兩實(shí)施例皆于玻璃材料之融射后，進(jìn)行冷卻。雖然也可以自然冷卻，但是最好進(jìn)行徐冷。徐冷以周知之徐冷爐等，每一小時(shí)約50℃之速度冷卻之。
冷卻后，為了使金屬滾筒基材表面平滑之故，進(jìn)行精密研磨。研磨以周知之鉆石研磨等成為規(guī)定厚度地進(jìn)行之。
對(duì)于金屬滾筒基材之玻璃材料之融射系其全面或者部分地進(jìn)行。因應(yīng)制品之用途，例如在需要通電部分時(shí)，進(jìn)行部分不做絕緣體之玻璃皮膜之形成之部分融射。又，在此情形，也可以于滾筒基材之全面進(jìn)行融射后，削除規(guī)定部分之玻璃皮膜。
又，也可以在玻璃材料之融射后，進(jìn)行或不進(jìn)行研磨或噴砂處理，在玻璃皮膜上面更形成其他之陶瓷類或金屬類之融射皮膜。例如，因應(yīng)滾筒之用途、機(jī)能融射氧化鋁、氧化鋁化合物·氧化鋯、氧化鋯化合物·氧化鉻以及氧化鉻化合物，或者這些之混合物或化合物之陶瓷類、碳化鎢、碳化鉻等之金屬類。
如以上圖示說(shuō)明般地，依據(jù)本發(fā)明將玻璃材料之融射之際之金屬滾筒基材之加熱分成全體加熱(預(yù)熱)與部分加熱(真正加熱)，可以融射時(shí)只把融射部分加熱成必要之高溫。經(jīng)由如此，不需要將滾筒基材長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫，可以防止?jié)L筒基材之劣化，回避膨脹系數(shù)之變化為原因之玻璃皮膜之形成不良等。又，玻璃材料之融射后，由高溫之部分加熱被解放而成為全體加熱之故，可以回避因融射形成之玻璃皮膜由于長(zhǎng)時(shí)間被暴露于高溫下所產(chǎn)生之再結(jié)晶而導(dǎo)致之變質(zhì)。當(dāng)然，也會(huì)節(jié)約燃料，可以很經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行玻璃融射。
又，特別是依據(jù)本發(fā)明之玻璃融射裝置，被加工材料之金屬滾筒基材經(jīng)由旋轉(zhuǎn)保持裝置于圓周方向被旋轉(zhuǎn)保持，對(duì)于此金屬滾筒材料，經(jīng)由于其軸線方向移動(dòng)之部分加熱裝置進(jìn)行追加加熱，于該被追加加熱之基材表面經(jīng)由移動(dòng)融射裝置依序融射玻璃材料之故，玻璃材料之皮膜形成可以連續(xù)而且有效率地進(jìn)行。部分加熱裝置以及移動(dòng)加熱裝置以單純之直線移動(dòng)即可，裝置上以及工程上可以極為簡(jiǎn)單、容易地實(shí)施之。
如此，本發(fā)明系可以提供有效率且有效果并且連續(xù)地進(jìn)行此種玻璃材料之融射之極為有用之實(shí)用的技術(shù)者。
權(quán)利要求
1．一種金屬滾筒之玻璃融射方法，其特征在于將于圓周方向被旋轉(zhuǎn)保持之金屬滾筒基材經(jīng)由全體加熱裝置給予全體加熱，同時(shí)經(jīng)由部分加熱裝置，將該滾筒基材局部地追加加熱，在該被追加加熱之基材表面融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
2．一種金屬滾筒之玻璃融射方法，其特征在于將于圓周方向被旋轉(zhuǎn)保持之金屬滾筒基材經(jīng)由全體加熱裝置給予全體加熱，同時(shí)經(jīng)由沿著在該滾筒基材之軸線方向移動(dòng)之部分加熱裝置，將該滾筒基材局部而且連續(xù)地追加加熱，在該被追加加熱之滾筒基材表面經(jīng)由移動(dòng)融射裝置，依序融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
3．如權(quán)利要求2所述之金屬滾筒之玻璃融射方法，其中上述金屬滾筒基材經(jīng)由全體加熱裝置被加熱至200～500℃，經(jīng)由部分加熱裝置被局部地追加加熱至600～900℃。
4．一種金屬滾筒之玻璃融射裝置，其特征在于，該裝置由將金屬滾筒于圓周方向旋轉(zhuǎn)保持之旋轉(zhuǎn)保持裝置，以及被配置于上述滾筒基材之軸線方向，加熱該滾筒基材全體之全體加熱裝置，以及沿著上述滾筒基材之軸線方向移動(dòng)，將該滾筒基材局部而且連續(xù)地追加加熱之部分加熱裝置，以及被配置于上述部分加熱裝置之后部，于上述被追加加熱之滾筒基材表面依序融射玻璃材料之移動(dòng)融射裝置所形成。
5．如權(quán)利要求4所述之金屬滾筒之玻璃融射裝置，其中移動(dòng)融射裝置被配置于部分加熱裝置之后部，兩裝置于滾筒基材之軸線方向同時(shí)地移動(dòng)。
全文摘要
金屬滾筒之玻璃融射方法及裝置,其主要以有效果而且有效率地進(jìn)行對(duì)于金屬滾筒之玻璃材料之融射用之加熱,且以保護(hù)由于金屬滾筒基材長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫所導(dǎo)致之基材劣化以及熱膨脹系數(shù)變化,進(jìn)而保護(hù)因融射而形成之玻璃皮膜因再結(jié)晶之變質(zhì)。其是將于圓周方向被旋轉(zhuǎn)保持之金屬滾筒基材10經(jīng)由全體加熱裝置30給予全體加熱,同時(shí)經(jīng)由部分加熱裝置40,將該滾筒基材局部地追加加熱,在該被追加加熱之基材表面融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
文檔編號(hào)C23C4/12GK1214981SQ9812043
公開(kāi)日1999年4月28日 申請(qǐng)日期1998年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月17日
發(fā)明者中島干夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社中島