专利名称：金属滚筒之玻璃融射方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属滚筒之玻璃融射方法及装置。
印刷用之滚筒或被使用于制纸或者制铁等之工业用滚筒，以往以来以铁制者被使用最多。这些金属制滚筒与强酸性或具有碱性之印刷油墨、清洁液、纸或者金属制品等接触之故，由于长时间腐蚀促使了表面之劣化。又，此种滚筒很多被使用于高温多湿之严苛条件下，会有因滚筒表面之污染使得表面劣化快、耐久性差之问题。
再者，通常之物品搬运用滚筒或者导引用滚筒与近年来之电子机器类一齐地被使用很多之故，最好具有电气绝缘性，又期望在滚筒表面油污不易附着，即使油污附着也可以简单地去除。
以解决上述技术课题为目的，提出了在表面具有玻璃皮膜之滚筒。本发明者先前将具有玻璃表面之滚筒基材以及该制法公开于特开平4-99259号公报，又将形成玻璃皮膜有用之融射装置之融射枪公开于专利第2562801号公报。又，在特开昭64-13324号公报也公开了金属制滚筒表面形成玻璃融射皮膜之技术。
由这些先前之技术可以理解，经由在金属滚筒表面融射玻璃材料，提供了工业上有用之具有玻璃皮膜之滚筒。
然而，为了形成此种玻璃皮膜，在融射玻璃材料之际，该基材之金属滚筒之温度控制非常重要。依据本发明者之研究，融射时，将基材加热至玻璃之软化点以上之约600～900℃之高温，这对于形成优良之玻璃皮膜是非常重要的。
但是，若是小型之滚筒倒还可以，但在工业用之滚筒，直径200～300mm、长度1000mm以上之大型滚筒也决不少，加热此种大型滚筒至600～900℃，需要长时间与巨大之燃料费。
然而另一方面，将金属滚筒基材长时间保持在此种高温条件下，例如在SS41之铁材等，会有招致基材劣化之虞，又，马丁体(martensite)锈钢等热膨胀系数变化大，在玻璃皮膜之形成上会产生大问题。
再者，经由融射形成之玻璃皮膜若在高温状态长时间(虽因成份会有不同，概略为60分钟以上)暴露，此融射玻璃层再结晶，会产生玻璃质变质之问题。
有鉴于此，本发明主要以有效果而且有效率地进行对于金属滚筒基材之玻璃材料之融射用之加热为目的。又，以保护金属滚筒基材长时间暴露于高温所导致之劣化以及热膨胀系数之变化为目的。又，以保护经由融射被形成之玻璃皮膜因再结晶所导致之变质为目的。
作为解决上述目的之手段，本发明的一个方面提出了金属滚筒之玻璃融射方法之发明。此发明之特征为将于圆周方向被旋转保持之金属滚筒基材经由全体加热装置给予全体加热，同时经由部分加热装置，将该滚筒基材局部地追加加热，在该被追加加热之基材表面融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
又，本发明的另一方面提出了金属滚筒之玻璃融射方法，其特征为将于圆周方向被旋转保持之金属滚筒基材经由全体加热装置给予全体加热，同时经由沿着在该滚筒基材之轴线方向移动之部分加热装置，将该滚筒基材局部而且连续地追加加热，在该被追加加热之滚筒基材表面经由移动融射装置，依序融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
在上述记载之金属滚筒之玻璃融射方法中，其进一步的特征是，其中上述金属滚筒基材经由全体加热装置被加热至200～500℃，经由部分加热装置被局部地追加加热至600～900℃。
本发明的再一个方面涉及实现以上之发明之金属滚筒之玻璃融射装置，其特征是该装置由将金属滚筒于圆周方向旋转保持之旋转保持装置，以及被配置于上述滚筒基材之轴线方向，加热该滚筒基材全体之全体加热装置，以及沿着上述滚筒基材之轴线方向移动，将该滚筒基材局部而且连续地追加加热之部分加热装置，以及被配置于上述部分加热装置之后部，于上述被追加加热之滚筒基材表面依序融射玻璃材料之移动融射装置所形成。
于上述记载之金属滚筒之玻璃融射装置中，移动融射装置被配置于部分加热装置之后部，两装置于滚筒基材之轴线方向同时地移动。
以下结合附图，详细说明本发明。附图中
图1系表示公开揭露于此之本发明之实施例之金属滚筒之玻璃融射装置之全体概略侧面图；图2系图1之装置的平面图；图3系图2之3-3线切断之剖面图；图4系图2之4-4线切断之剖面图。
首先，说明本发明第一方面所记载之金属滚筒之玻璃融射方法，其是将金属滚筒基材10于圆周方向旋转保持，经由全体加热装置30把滚筒基材10全体加热。此全体加热最好以预热温度程度进行。同时，将全体加热之滚筒基材10经由部分加热装置40，局部地追加加热。此追加加热进行至玻璃材料之融射所必须之温度。而且，在该被追加加热之滚筒基材10表面融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
在上述的发明中，如上述般地，将对于滚筒基材10之加热分为全体加热(预热)与部分加热(真正加热)，于玻璃材料之融射，只在必要之时、必要之部分完成必要之温度之加热。经由如此，可以有效果而且有效率地进行对于滚筒基材10之玻璃材料之融射用之加热。经由如此，可以避免使金属滚筒基材10长时间暴露于高温，可以保护基材之劣化及热膨胀系数之变化。又，可以保护经由融射被形成之玻璃皮膜因再结晶所导致之变质。
本发明的第二方面之特征为将于圆周方向被旋转保持之金属滚筒基材10经由全体加热装置30给予全体加热。同时，经由沿着该滚筒基材10之轴线方向移动之部分加热装置40将该滚筒基材10局部而且连续地追加加热，在该被追加加热之滚筒基材10之表面经由移动融射装置50，依序地融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
依据本发明第二方面所记载之本发明，使用沿着滚筒基材10之轴线方向移动之部分加热装置40以进行追加加热，而且经由移动融射装置50，在该被追加加热之滚筒基材10表面依序融射玻璃材料之故，可以连续而且有效率地进行玻璃皮膜之形成。
在上述记载之发明中，上述金属滚筒基材10经由全体加热装置30被加热至200～500℃，经由部分加热装置40被局部地追加加热至600～900℃之金属滚筒之玻璃融射方法。
本发明的第三方面记载之融射装置是实用而且有效果地实施上述玻璃融射方法之装置。以下，一面说明本发明之融射装置，一面更详细地说明上述方法。
如图1以及图2所示般地，按本发明的第三方面记载之玻璃融射装置包含，金属滚筒基材10之旋转保持装置20，以及加热该滚筒基材10全体之全体加热装置30，以及局部而且连续地追加加热滚筒基材10之部分加热装置40，以及融射玻璃材料之移动融射装置50之各部分。又，于图中，标号15为加热室，为了滚筒基材10之出入，可以透过开闭部16使上侧部分15a(图3、图4)可以开闭自如。
金属滚筒基材10由不锈钢等之金属形成，由滚筒本体11与两端之轴部12所形成。
旋转保持装置20系将此金属滚筒基材10于圆周方向旋转保持者，具有驱动马达21、驱动轴部22以及轴承部23。如图示般地，滚筒基材10其之两端之轴部12、12经由驱动轴部22以及轴承部23而被保持，经由驱动马达21于图之箭头R方向被旋转着。
全体加热装置30被配置于上述滚筒基材10之轴线方向，加热旋转之滚筒基材10全体。在实施例中，全体加热装置30系由被配置于金属滚筒基材10下方之复数加热燃烧器(burner)31所形成。各燃烧器31在滚筒基材10之轴线方向被均等设置，经由滚筒基材10之旋转，均匀地加热该滚筒基材10全体。全体加热装置30，如上述般地，最好为加热至玻璃融射用之预热温度程度，概略为200至500℃者。
部分加热装置40如图2以及图3所示般地，系将经由上述全体加热装置30被全体加热(预热)之金属滚筒基材10再局部而且连续地追加加热用者。部分加热装置40系在轨道60上以规定速度行走而构成，于滚筒基材10之轴线方向移动。被加工材料之金属滚筒基材10如上述般地，系经由旋转保持装置20在其圆周方向被旋转保持者之故，部分加热装置40经由在滚筒基材10之轴线方向移动，依序加热该滚筒基材10之全圆周面。又，虽未图示出，但是也可以经由机械手臂等以使之可以移动自如。
经由此部分加热装置40之追加加热，被加热至被融射于滚筒基材10之玻璃材料被作为玻璃皮膜而被形成时合适之温度止。经由此部分加热装置40之追加加热温度概略为600～900℃。部分加热装置40如图所示般地，最好为在滚筒基材10之圆周方向复数配置燃烧器41，以提高其加热效率。
移动融射装置50系经由上述部分加热装置40在被局部而且连续地追加加热之滚筒基材10之表面，依序融射玻璃材料以形成玻璃皮膜者。此融射装置50系以前众知者，在轨道60上以规定速度行走，或经由机械手臂等在滚筒基材之轴线方向移动地构成。如上述般地，金属滚筒基材10经由旋转保持装置20在其圆周方向被旋转保持之故，经由此移动融射装置50在滚筒基材10之轴线方向移动，对于该滚筒基材10之全圆周面依序被融射玻璃材料。
融射装置50使用之玻璃材料系经由融射可以形成玻璃皮膜之粉末材料，具体而言为玻璃粉、玻璃原料、玻璃料(frit)、玻璃料原料等。于本发明中，使用大部分原料或全部一度熔融之所谓的玻璃料。又，也可以只将水溶性的原料作为不溶性之玻璃料，其他原料在生状态下使用之所谓的粉碎混合物。
又，如图示而且如以上所记载的，在部分加热装置40之后部配置移动融射装置50，两装置于沿着滚筒基材10之轴线方向同时地移动的话，对于被追加加热之滚筒基材10之部分，可以有效果地进行玻璃融射。
以下，具体记述实施例。实施例1金属滚筒基材由直径300mm、长度1500mm之马丁体不锈钢所形成，经由钢栅喷砂被施行表面喷砂处理。
将上述金属滚筒基材于加热室中保持于旋转保持装置，以滚筒周速3.5m/分旋转。将此被旋转保持之滚筒基材经由LPG气体燃料之全体加热装置加热为400℃。以全体加热装置一面把滚筒基材之温度保持于400℃，一面经由LPG气体燃料之部分加热装置进一步将金属滚筒基材局部地追加加热，使其部分之表面温度提高为650℃。此部分加热装置以120mm/分之速度在滚筒基材之轴线方向前进。
对于经由部分加热装置被追加追热，表面温度成为650℃之金属滚筒基材之部分表面，经由被配置于该部分加热装置后部之移动融射装置依序进行玻璃材料之融射。此例之融射装置使用氧气以及乙炔做为燃料，与上述部分加热装置相同地，以120mm/分之速度于滚筒基材之轴线方向前进。气体材料之供给量为120g/分。如此，在被旋转保持之滚筒基材之全部表面形成约1mm之玻璃融射皮膜。
表示在此实施例使用之气体融射材料之成份组成(重量％)时，如下SiO250％
B2O316％Al2O34％Li2O8％CaO 2％ZrO210％SrO 10％实施例2金属滚筒基材使用直径400mm、长度1800mm之奥氏体不锈钢，至追加加热为止依据与上述实施例1同样之方法。在实施例2中，使用由下列成分组成(重量％)形成之气体材料。
SiO264％B2O39％Al2O33％Li2O22％SrO 1％融射使用等离子体融射装置(F4-MBプラズマダィン社制)，特别是为了使玻璃皮膜厚之故，并设该融射装置2台。此等离子体融射装置之融射条件为使用氩气40L/分、氢气10L/分做为等离子体气体，等离子体电流650A、电压65V。气体材料之供给量为110g/分，滚筒基材之周速(旋转速度)为4m/分。又，此情形之部分加热装置与移动融射装置之移动速度为10mm/分。经由此例之玻璃融射被形成之玻璃皮膜之厚度为1.8mm。
上述之两实施例皆于玻璃材料之融射后，进行冷却。虽然也可以自然冷却，但是最好进行徐冷。徐冷以周知之徐冷炉等，每一小时约50℃之速度冷却之。
冷却后，为了使金属滚筒基材表面平滑之故，进行精密研磨。研磨以周知之钻石研磨等成为规定厚度地进行之。
对于金属滚筒基材之玻璃材料之融射系其全面或者部分地进行。因应制品之用途，例如在需要通电部分时，进行部分不做绝缘体之玻璃皮膜之形成之部分融射。又，在此情形，也可以于滚筒基材之全面进行融射后，削除规定部分之玻璃皮膜。
又，也可以在玻璃材料之融射后，进行或不进行研磨或喷砂处理，在玻璃皮膜上面更形成其他之陶瓷类或金属类之融射皮膜。例如，因应滚筒之用途、机能融射氧化铝、氧化铝化合物·氧化锆、氧化锆化合物·氧化铬以及氧化铬化合物，或者这些之混合物或化合物之陶瓷类、碳化钨、碳化铬等之金属类。
如以上图示说明般地，依据本发明将玻璃材料之融射之际之金属滚筒基材之加热分成全体加热(预热)与部分加热(真正加热)，可以融射时只把融射部分加热成必要之高温。经由如此，不需要将滚筒基材长时间暴露于高温，可以防止滚筒基材之劣化，回避膨胀系数之变化为原因之玻璃皮膜之形成不良等。又，玻璃材料之融射后，由高温之部分加热被解放而成为全体加热之故，可以回避因融射形成之玻璃皮膜由于长时间被暴露于高温下所产生之再结晶而导致之变质。当然，也会节约燃料，可以很经济地进行玻璃融射。
又，特别是依据本发明之玻璃融射装置，被加工材料之金属滚筒基材经由旋转保持装置于圆周方向被旋转保持，对于此金属滚筒材料，经由于其轴线方向移动之部分加热装置进行追加加热，于该被追加加热之基材表面经由移动融射装置依序融射玻璃材料之故，玻璃材料之皮膜形成可以连续而且有效率地进行。部分加热装置以及移动加热装置以单纯之直线移动即可，装置上以及工程上可以极为简单、容易地实施之。
如此，本发明系可以提供有效率且有效果并且连续地进行此种玻璃材料之融射之极为有用之实用的技术者。
权利要求
1．一种金属滚筒之玻璃融射方法，其特征在于将于圆周方向被旋转保持之金属滚筒基材经由全体加热装置给予全体加热，同时经由部分加热装置，将该滚筒基材局部地追加加热，在该被追加加热之基材表面融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
2．一种金属滚筒之玻璃融射方法，其特征在于将于圆周方向被旋转保持之金属滚筒基材经由全体加热装置给予全体加热，同时经由沿着在该滚筒基材之轴线方向移动之部分加热装置，将该滚筒基材局部而且连续地追加加热，在该被追加加热之滚筒基材表面经由移动融射装置，依序融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
3．如权利要求2所述之金属滚筒之玻璃融射方法，其中上述金属滚筒基材经由全体加热装置被加热至200～500℃，经由部分加热装置被局部地追加加热至600～900℃。
4．一种金属滚筒之玻璃融射装置，其特征在于，该装置由将金属滚筒于圆周方向旋转保持之旋转保持装置，以及被配置于上述滚筒基材之轴线方向，加热该滚筒基材全体之全体加热装置，以及沿着上述滚筒基材之轴线方向移动，将该滚筒基材局部而且连续地追加加热之部分加热装置，以及被配置于上述部分加热装置之后部，于上述被追加加热之滚筒基材表面依序融射玻璃材料之移动融射装置所形成。
5．如权利要求4所述之金属滚筒之玻璃融射装置，其中移动融射装置被配置于部分加热装置之后部，两装置于滚筒基材之轴线方向同时地移动。
全文摘要
金属滚筒之玻璃融射方法及装置,其主要以有效果而且有效率地进行对于金属滚筒之玻璃材料之融射用之加热,且以保护由于金属滚筒基材长时间暴露于高温所导致之基材劣化以及热膨胀系数变化,进而保护因融射而形成之玻璃皮膜因再结晶之变质。其是将于圆周方向被旋转保持之金属滚筒基材10经由全体加热装置30给予全体加热,同时经由部分加热装置40,将该滚筒基材局部地追加加热,在该被追加加热之基材表面融射玻璃材料以形成玻璃皮膜。
文档编号C23C4/12GK1214981SQ9812043
公开日1999年4月28日 申请日期1998年10月16日 优先权日1997年10月17日
发明者中岛干夫 申请人:株式会社中岛