造纸机用压榨辊、其制造方法、对湿纸的压榨方法以及造纸机用压榨辊的表面研磨方法

申请号 CN200580001494.4 申请日 2005-02-10 公开(公告)号 CN100572659C 公开(公告)日 2009-12-23
申请人 山内株式会社; 发明人 渡边笃雄;
摘要 本 发明 的特征在于,造纸机用 压榨 辊包括芯辊和在该芯辊外周形成的陶瓷 喷涂 膜,陶瓷喷涂膜的坪结构表面的特性评价参数即Rk和Vo的值在以下的范围。Rk≤8.0μm、Vo≥0.030mm3/cm2(其中,Vo=(100-Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2),这里,Rk、Mr2和Rvk是JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的芯部的等级差Rk、芯部的负荷长度率Mr2和沟痕深度Rvk。)
权利要求

1.一种造纸机用压榨辊,其特征在于:
包括芯辊和在该芯辊外周形成的陶瓷喷涂膜,
前述陶瓷喷涂膜的坪结构表面的特性评价参数即Rk和Vo的值为,
Rk≤8.0μm,
Vo≥0.030mm3/cm2,
其中,Vo=(100-Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2),
这里,Rk、Mr2和Rvk是JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规 定的芯部的等级差Rk、芯部的负荷长度率Mr2和沟痕深度Rvk。
2.根据权利要求1所述的造纸机用压榨辊,其特征在于:
前述Rk和Vo的值为,
Rk≤5.0μm以及
Vo≥0.034mm3/cm2。
3.根据权利要求1所述的造纸机用压榨辊,其特征在于:JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的坪结构表面的特性评价参数的 尖峰高度Rpk的值为,Rpk≤1.5μm。
4.根据权利要求1所述的造纸机用压榨辊,其特征在于:JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的坪结构表面的特性评价参数的 沟痕深度Rvk的值为,Rvk≥3.0μm。
5.一种造纸机用压榨辊的制造方法,在芯辊上喷陶瓷粉末来形成 陶瓷喷涂膜,该方法的特征在于:
作为喷镀材料而准备的陶瓷粉末包含粒径小于55μm的微细粒子和 粒径为55μm或55μm以上且小于149μm的粗大粒子,
相对前述陶瓷粉末整体以重量为基准,前述微细粒子的含有量在 50%~98%的范围,前述粗大粒子的含有量在50%~2%的范围,在形成了陶瓷喷涂膜后,对该陶瓷喷涂膜进行表面研磨,使得坪结 构表面的特性评价参数即Rk及Vo的值为,
Rk≤8.0μm,
Vo≥0.030mm3/cm2,
其中,Vo=(100-Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2),
这里,Rk、Mr2以及Rvk是JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996) 规定的芯部的等级差Rk、芯部的负荷长度率Mr2和沟痕深度Rvk。
6.根据权利要求5所述的造纸机用压榨辊的制造方法,其特征在于: 通过稳定性等离子喷镀法来形成前述陶瓷喷涂膜。
7.一种对湿纸的压榨方法,在造纸机的压榨部中,通过压榨辊进行 湿纸的榨水,并赋予纸表面平滑性,该方法的特征在于:
前述压榨辊包括芯辊和在该芯辊外周形成的陶瓷喷涂膜,
前述陶瓷喷涂膜的坪结构表面的特性评价参数即Rk和Vo的值为,
Rk≤8.0μm,
Vo≥0.030mm3/cm2,
其中,Vo=(100-Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2),
这里,Rk、Mr2和Rvk是JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规 定的芯部的等级差Rk、芯部的负荷长度率Mr2和沟痕深度Rvk。
8.一种造纸机用压榨辊的表面研磨方法,对包括芯辊和在该芯辊外 周形成的陶瓷喷涂膜的造纸机用压榨辊实施表面研磨加工,该方法的特 征在于:
前述陶瓷喷涂膜的坪结构表面的特性评价参数即Rk和Vo的值为,
Rk≤8.0μm,
Vo≥0.030mm3/cm2,
其中,Vo=(100-Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2),
这里,Rk、Mr2和Rvk是JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规 定的芯部的等级差Rk、芯部的负荷长度率Mr2和沟痕深度Rvk。

说明书全文

技术领域

发明涉及造纸机用压榨辊,尤其涉及在造纸机的压榨部中使用并 对湿纸进行榨而赋予纸的表面平滑性的压榨辊。

背景技术

作为造纸机压榨部中的湿纸压榨方式,已知具有代表性的是辊式压 榨和宽压区压榨(ENP)。其中,辊式压榨是将湿纸保持在毛毡上,并使 其通过2个加压了的旋转辊之间来进行榨水的方式;宽压区压榨是将湿 纸保持在毛毡上,使其通过具有宽挤压幅的用加压靴加压了的带与旋转 辊之间来进行榨水的方式。
不论在上述哪种方式中,考虑到加压效果和赋予湿纸平滑性的效果 而都采用了硬质表面的旋转辊。例如,在辊式压榨中组合使用了硬质表 面的旋转辊和覆盖橡胶的辊等。
硬质表面的旋转辊最好不仅能赋予纸表面平滑性的性能,而且能耐 于高负荷、高速旋转以及长期的使用。为了满足这些要求,在过去采用 了用天然花岗岩制成的石辊(花岗岩石辊)。通常,对石辊而言,由于一 般可以进行镜面状的表面精加工处理,因此对纸赋予平滑性的效果优越, 表面硬度也强,且为除去纸渣而通常设置的刮刀片所引起的摩耗也少。 而且,对石辊而言,在辊表面上具有由花岗岩所含有的晶粒间隙或母 裂开等形成的凹部,这可以赋予适度的保水性,因此湿纸的剥纸性良好。 另外,即使长期使用,由于具有纸浆所含有的沥青不容易黏着的等诸多 特性,因此也不容易发生压榨时的断纸。
虽然石辊具有如上述的优点,但是由于是以天然石材作为原材料也 有以下的缺点。首先,因为资源枯竭化等影响获取石材困难,因而价格 高涨且交货期也变长。其次,大型长尺寸的压榨辊用的大型石材在采石、 搬运以及加工上都极其困难。而且,存在下述本质性的问题:由于原材 料为多结晶性的天然石,所以制造出的每一个各辊,在其表面特性(例 如,表面的凹凸、表面硬度、保水性等)上出现偏差,而且甚至在一根 辊表面上相关表面特性也常会出现偏差。
作为石辊的代替物,在JP特开昭50-90704号公报中提出了在硬质橡 胶及硬质树脂中混入花岗岩或砂等粉粒而成形的合成石辊。然而,相 关合成石辊的表面保水性不充分,剥纸性基本上不好。而且,由于将有 机物用作粘合剂,因而容易黏附沥青且表面硬度低下,因此容易由刮刀 片阻碍表面均质性。由此,短时间内容易发生断纸及起皱,不适于长时 间运行。
作为能消除上述问题点的压榨辊,已提出有在芯辊上喷了陶瓷的 陶瓷喷涂辊。作为在芯辊上形成陶瓷膜的方法,有水稳定性等离子喷镀 法以及气体等离子喷镀法等。例如,在欧洲专利公报EP0207921B中公开 了通过水稳定性等离子喷镀法在芯辊上形成了陶瓷膜的造纸机用压榨 辊。例如,在JP特开平8-232188公报中公开了通过气体等离子法在芯辊 上形成了陶瓷膜的造纸机用压榨辊。
在水稳定性等离子喷镀法的场合,一般用作喷镀材料的陶瓷粉末的 粒径较大,因引所形成的喷涂膜不细密。所以,用水稳定性等离子喷镀 法形成了陶瓷膜的造纸机用压榨辊,被认为是辊表面变粗,结果对纸赋 予平滑性的效果差,并且在辊表面滑动接触的刮刀片会发生激烈的摩擦 而损耗。因此,作为造纸机用压榨辊的陶瓷膜形成法,水稳定性等离子 喷镀法不太被关注。
另一方面,在气体等离子喷镀法的场合,由于用作喷镀材料的陶瓷 粉末的粒子直径较小,因而所形成的喷涂膜细密。从这种观点来看,目 前由气体等离子喷镀法来形成陶瓷膜的造纸机用压榨辊占据主流。
然而,根据本申请发明人调查的结果,在用气体等离子喷镀法来形 成陶瓷膜的造纸机用压榨辊的场合存在下述问题:由于喷涂膜细密而辊 表面平滑性良好的另一面,辊表面与湿纸之间的粘贴性强,而剥纸性差。 如果剥纸性差,则在通过压榨区时湿纸的表面部分脱落,从而纸渣附着 在辊表面,成为纸的品质劣化的原因。并且,如果剥纸性差,则需要增 大从压榨区向下一工序的拉值(从辊表面剥离湿纸所需要的牵引程 度)。如果拉力值较大,则由从辊表面剥离湿纸时的牵引而引起纸发生变 形,从而造成纸品质的劣化。另外,如果剥纸性差,则在与压榨辊的工 序之间会发生断纸,而给造纸厂带来巨大损害。如此看来,对于压榨辊 而言剥纸性差有可能成为致命的缺陷
以往,从赋予纸平滑性以及防止刮刀片摩擦损耗的观点来看,压榨 辊的陶瓷膜被认为是表面粗糙度小的较好,但另一方面,从剥纸性的观 点而言,表面粗糙度大的较好。作为评价表面粗糙度的指标,使用了JIS B0601-2001(ISO4287-1997)规定的算术平均粗糙度Ra。算术平均粗糙 度Ra是基于下述想法的:将凸部高度和凹部深度作为绝对值进行等值处 理,且求出平均粗糙度的数值。然而,根据发明人调查、研究的结果, 发现仅用算术平均粗糙度Ra并不能正确评价具有陶瓷喷涂膜的造纸机用 压榨辊的表面特性。
在造纸机用压榨辊中,影响对纸赋予平滑性以及刮刀片摩擦损耗的 仅是压榨辊的凸的部分,通过减小凸部的高度,可以提高对纸赋予平滑 性的效果以及防止刮刀片摩擦损耗的效果。另一方面,影响湿纸剥纸性 的是压榨辊的凹的部分,通过增大凹部的深度或容积,使得凹部中的保 水性或空气获取性良好,由此可降低湿纸的粘贴性,提高剥纸性。如以 往那样,用算术平均粗糙度Ra来评价压榨辊的表面粗糙度的场合下,如 果为了提高对纸赋予平滑性的效果或者是防止刮刀片的摩擦损耗而减小 Ra的值,那么湿纸的剥纸性变差,相反,如果为了提高湿纸的剥纸性而 使表面粗糙并增大Ra的值,则赋予平滑性的效果降低,容易引起刮刀片 的摩擦损耗。如此看来,无论将辊表面的算术平均粗糙度Ra设定成多少, 都会发生对纸的平滑性赋予的效果降低以及刮刀片的早期摩耗、或是湿 纸的剥纸性降低的问题,难以在所有方面获得良好的性能。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而成的发明,其目的是提供一种在赋予 平滑性的效果、防止刮刀片摩擦损耗以及剥纸性的所有方面都能发挥优 良性能的具有陶瓷喷涂膜的造纸机用压榨辊。
本发明的另一目的是提供一种在赋予平滑性的效果、防止刮刀片摩 擦损耗以及剥纸性的所有方面都能发挥良好性能的具有陶瓷喷涂膜的造 纸机用压榨辊的制造方法。
在具有陶瓷喷涂膜的压榨辊的表面性状中,凸部高度和凹部深度不 能作为绝对值来等价处理,而是应该考虑它们各自涉及不同的性能。作 为具有陶瓷喷涂膜的压榨辊的表面性状理想的是凸部的高度小而凹部的 深度大。
基于这种观点,作为评价压榨辊的表面性状的指标,本发明人着眼 于JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的坪结构(plateau-structure) 表面的特性评价参数。另外,JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)的规 格是关于具有微细精加工处理了的坪部分和在其下侧具有深谷部分的表 面用的过滤处理方法进行了规定。在此,所谓“坪部分”是指通过微细 精加工处理除去粗轮廓曲线的高的部分而形成的不规则波形部分,所谓 “谷部分”是指在坪部分下侧的不规则波形部分。
坪结构表面的特性评价参数
参照图1、图2以及图3来说明坪结构表面的特性评价参数。再有, Mr1、Mr2、Rpk、Rvk、Rk在JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)中 有规定,关于Vo和K虽在JIS B0671(ISO13565)中未规定,但其为与 此相关而普遍采用的民间标准。
(以下,出处:“表面粗さ形状測定機『HANDYSURF E-35A』取极 説明書”(株式会社東京精密)、65页、66页、67页)。
“该规格是将负荷曲线分成初始摩擦损耗部、实际接触部及油滞留 部来评价润滑性。主要以坪珩磨加工面为对象,由图1的负荷曲线算出 下述的参数。
(1)芯部的负荷长度率(load length ratio)1(初始摩擦损耗负荷率) Mr1(Material Portion 1)
在负荷曲线上沿tp值的方向取40%的宽度,找到由该区间的数据算 出的最小二乘直线的斜率为最小的位置,并求出该直线(等价直线)与 tp=0%的临界线的交点a。
从该交点a引出的水平线ac与负荷曲线的交点设为c,且将此时的 tp值设为Mr1。该值表示初始摩擦损耗后的负荷长度率。
(2)芯部的负荷长度率2(油滞留负荷率)Mr2(Material Portion 2)
在负荷曲线上沿tp值的方向取40%的宽度,找到由该区间的数据算 出的最小二乘直线的斜率为最小的位置,并求出该直线(等价直线)与 tp=100%的临界线的交点b。
从该交点引出的水平线bd与负荷曲线的交点设为d,且将此时的tp 值设为Mr2。该值表示长期摩擦损耗后的负荷长度率。
(3)尖峰高度Rpk(Reduced peak height)
按照形成与由0%临界值、边ac和负荷曲线围起的部分面积相等、 且以该边ac为一边的直三角形的方式,将在tp=0%的临界线上的高度 设为Rpk。该值表示初始摩擦损耗高度。
(4)沟痕深度Rvk(Reduced valley depth)
按照形成与由100%临界值、边bd和负荷曲线围起的部分的面积相 等、且以该边bd为一边的直角三角形的方式,将在100%临界线上的高 度设为Rvk。该值表示油滞留的谷深度。
(5)芯部的等级差(level difference)Rk(Core roughness depth)
上述求出的c、d间的高度差设为Rk。该值表示面由于长期摩擦损耗 而摩擦损耗到不能再使用的高度。
(6)油滞留量Vo(Oil retention Volume)
表示在每1cm2面积的表面上的油滞留深度中残留的油的容积。
Vo=(100-Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2)
上式中,Mr2的单位为%、Rvk的单位为μm。
(7)油滞留深度率(Reduced valley depth ratio)
表示油滞留的深度对有效负荷粗糙度之比,该值越大润滑性越好。”
如上所述,JIS B0671-2(ISO13565-2)是为了评价润滑性而规定的 规格。该规格主要是用于评价引擎气缸内面的滑动性以及油滞留量的场 合等。然而,也可以通过对于具有陶瓷喷涂膜的压榨辊采用该规格,来 适当地评价对纸赋予平滑性的效果、刮刀片的摩擦损耗性以及湿纸的剥 纸性。
技术方案1和技术方案2涉及的发明
按照该发明的造纸机用压榨辊的特征在于,包括芯辊和在该芯辊外 周形成的陶瓷喷涂膜,陶瓷喷涂膜的坪结构表面的特性评价参数即Rk和 Vo的值在以下范围:
Rk≤8.0μm,
Vo≥0.030mm3/cm2。
(其中,Vo=(100-Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2))
这里,Rk、Mr2和Rvk是JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)所规定 的芯部的等级差Rk、芯部的负荷长度率Mr2和沟痕深度Rvk。
由于Rk的值与陶瓷喷涂膜的凸部高度有关系,因此是影响赋予平滑 性的效果和刮刀片的摩擦损耗性的因子。如果该值超过4.0μm,则对纸赋 予平滑性的效果变差,而且刮刀片的摩擦损耗量变大。从这种观点来看, Rk的值需要在8.0μm或8.0μm以下。Rk的值越小越好,下限值不特别 限定,但通常在0.1μm或0.1μm以上。
由于Vo的值与陶瓷喷涂膜的凹部的容积有关系,因此是影响剥纸性 的因子。具体而言,Vo的值越大,陶瓷喷涂膜表面的保水性或空气获取 性越良好。即,如果Vo的值大,则在通过压榨区的湿纸从压榨辊脱离之 前,由压榨辊表面的凹部和湿纸围起的空间处于含有水分和空气的状态。 因此,在使湿纸从压榨辊脱离之际,来自外部的空气容易进入到压榨辊 与湿纸之间,剥纸性变得良好。作为造纸机用压榨辊为了发挥良好的剥 纸性,Vo的值需要在0.030mm3/cm2或0.030mm3/cm2以上。Vo值的上限 不特别限定,但在1.000mm3/cm2或1.000mm3/cm2以下比较适当。
作为造纸机用压榨辊,更优选的Rk和Vo的值如下:
Rk≤5.0μm,
Vo≥0.034mm3/cm2。
技术方案3涉及的发明
优选地,JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的坪结构表面的 特性评价参数中的尖峰高度Rpk的值满足下述范围:
Rpk≤1.5μm。
Rpk由于与陶瓷喷涂膜的尖峰高度有关系,因此与Rk同样,是影响 赋予平滑性的效果和刮刀片的摩擦损耗性的因子。作为造纸机用压榨辊, 为了发挥良好的赋予平滑性的效果,并且减小刮刀片的摩擦损耗,优选 的是将Rpk的值设在1.5μm或1.5μm以下。更优选的是将Rpk的值设在 1.0μm或1.0μm以下,进一步优选的是将Rpk的值设在0.7μm或0.7μm 以下。Rpk值的下限值不特别限定,但在0μm或0μm以上比较适当。
技术方案4涉及的发明
优选地,JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的坪结构表面的 特性评价参数中的沟痕深度Rvk的值满足下述范围:
Rvk≥3.0μm。
Rvk由于与陶瓷喷涂膜的沟痕深度有关系,因此与Vo同样,是影响 剥纸性的因子。为了提高陶瓷喷涂膜表面的保水性或空气获取性,适合 作为造纸机用压榨辊,而优选使Rvk设为3.0μm或3.0μm以上。更优选 的是将Rvk的值设在4.0μm或4.0μm以上,进一步优选的是将Rvk的值 设在5.0μm或5.0μm以上。Rvk值的上限不特别限定,但在100μm或 100μm以下比较适当。
技术方案5~技术方案7涉及的发明
按照该发明的造纸机用压榨辊的制造方法,是在芯辊上喷镀陶瓷粉 末来形成陶瓷喷涂膜,其以下述为特征。作为喷镀材料而准备的陶瓷粉 末包含粒径为小于55μm的微细粒子和粒径为55μm或55μm以上且小于 149μm的粗大粒子。关于微细粒子和粗大粒子的含有量,相对陶瓷粉末 整体以重量为基准,微细粒子的含有量在50%~98%的范围,粗大粒子 的含有量在50%~2%的范围。更优选的是陶瓷粉末包含粒径为小于55μm 的微细粒子和粒径为74μm或74μm以上且小于149μm的粗大粒子,微 细粒子的含有量在50%~95%的范围,粗大粒子的含有量在45%~2%的 范围。优选的是在形成陶瓷喷涂膜之后,对该陶瓷喷涂膜进行表面研磨, 使JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的坪结构表面的特性评价 参数中的芯部的等级差Rk的值为Rk≤4.0μm。表面研磨一般是在粗研磨 之后通过精研磨的方法来进行的。精研磨中可以使用磨石或磨片。用于 精研磨的研磨材料,砂轮的场合下优选为#120~#1000粒度号,磨片的 场合下优选由15μm~100μm的研磨粒子组成。优选的是,喷镀的方法是 水稳定性等离子喷镀法。
依据上述的方法,可以容易得到具有技术方案1~4所述特性的陶瓷 喷涂膜。
气体等离子喷镀法的场合,由于熔融热量小而通常难以喷镀粗大粒 子。但是,具有技术方案1~4所述特性的陶瓷喷涂膜可通过以下方式制 造:通过气体等离子喷镀法形成陶瓷膜,对于该陶瓷膜进行极端的粗面 加工,以便给予充分的保水性或空气获取性,并且实施表面研磨,从而 在表面留下比较大的谷部的同时成为规定平滑面。
其中,更有效且确切的制造方法是用水稳定性等离子喷镀法来喷镀 适量含有微细粒子及粗大粒子的陶瓷粉末的方法。水稳定性等离子喷镀 法的优点在于熔融热量大、可喷镀大粒径的陶瓷粉末。
作为喷镀材料的陶瓷粉末仅为由粗大粒子组成的场合或是大量含有 粗大粒子的场合,陶瓷喷涂膜的保水性或空气获取性呈现良好性能,但 赋予平滑性的效果变差,而且刮刀片的摩擦损耗量变大。
另一方面,作为喷镀材料的陶瓷粉末仅为由细微粒子组成的场合或 是大量含有细微粒子的场合,在赋予平滑性的效果上发挥良好性能,刮 刀片的摩擦损耗减少,但不利于保水性或空气获取性,剥纸性变差。尤 其是剥纸性差有可能成为作为压榨辊的重大缺陷。
因此,为了得到在发挥良好的剥纸性的同时有好的赋予平滑性的效 果、而且刮刀片摩擦损耗小的陶瓷喷涂膜,优选的是将适量含有规定大 小的粗大粒子和微细粒子的陶瓷粉末作为喷镀材料的水稳定性等离子喷 镀法。
特别是,通过以规定比例含有粗大粒子,在陶瓷喷涂膜中在粗大粒 子周围或是由研磨而成的粗大粒子欠缺部上形成适度的凹部,Vo和Rvk 成为比较大的数值。可认为该凹部在造纸机用压榨辊的使用时获取水分 和空气,而有助于良好的湿纸剥纸性。另外,通过以规定比例含有微细 粒子,可以在陶瓷喷涂膜中,将凸部的高度即Rk和Rpk的数值抑制得较 小。凸部的高度小,有助于对纸赋予平滑性的效果以及防止刮刀片摩擦 损耗。欲增大Vo或Rvk时,增加粗大粒子的含有比例即可。欲减小Rk 或Rpk时,一般可以考虑增多微细粒子的含有比例、减少粗大粒子的含 有比例即可。
技术方案8涉及的发明
按照该发明的对湿纸的压榨方法,是在造纸机的压榨部中通过压榨 辊进行湿纸的榨水,且赋予纸表面平滑性的方法,其以下述为特征。即 特征在于:使用的压榨辊包括芯辊和在该芯辊外周形成的陶瓷喷涂膜, 陶瓷喷涂膜的坪结构表面的特性评价参数即Rk和Vo的值为:
Rk≤8.0μm,
Vo≥0.030mm3/cm2。
技术方案9涉及的发明
按照该发明的造纸机用压榨辊的表面研磨方法,是对于包括芯辊和 在该芯辊外周形成的陶瓷喷涂膜的造纸机用压榨辊实施表面研磨加工的 方法,其以下述为特征。即通过表面研磨,陶瓷喷涂膜的坪结构表面的 特性评价参数即Rk和Vo的值为:
Rk≤8.0μm,
Vo≥0.030mm3/cm2。
附图说明
图1是表示负荷曲线的图。
图2是表示对象面的抽出曲线和负荷长度率的图。
图3是表示油滞留量的图。
图4是表示用水稳定性等离子喷镀法成膜的陶瓷喷涂膜的表面粗糙 度曲线的图。
图5是表示用气体等离子喷镀法成膜的陶瓷喷涂膜的表面粗糙度曲 线的图。
图6是比较造纸机用压榨辊的各种试样表面粗糙度相关的各种参数 的图。

具体实施方式

本申请的发明人测定了用水稳定性等离子喷镀法成膜的陶瓷喷涂膜 的表面粗糙度曲线、和用气体等离子喷镀法成膜的陶瓷喷涂膜的表面粗 糙度曲线。
水稳定性等离子喷镀法的喷镀材料是含有适量的粒径小于55μm的 微细粒子和粒径在74μm或74μm以上而小于149μm的粗大粒子的陶瓷 粉末。微细粒子的含有量相对陶瓷粉末全体而言,以重量为基准,约为 82%,粗大粒子的含有量约为3%。
气体等离子喷镀法的喷镀材料是仅由粒径小于55μm的粒子组成的 陶瓷粉末。
用水稳定性等离子喷镀法和气体等离子喷镀法成膜后,分别实施规 定的表面研磨加工,测定表面粗糙度曲线。表面粗糙度曲线的测定使用 了株式会社东京精密制造的测定器HANDYSURF E-35A。图4是用水稳 定性等离子喷镀法成膜的陶瓷喷涂膜的表面粗糙度曲线,图5是用气体 等离子喷镀法成膜的陶瓷喷涂膜的表面粗糙度曲线。
由图4可以清楚,用水稳定性等离子喷镀法成膜的陶瓷喷涂膜的场 合,向表面侧突出的山的高度低,向深度方向突出的谷的深度大。向表 面侧突出的山的轮廓曲线和向深度方向突出的谷的轮廓曲线很明显是非 对称的。而且,表示较大的谷的曲线以比较大的间隔出现。较大的谷被 认为出现在粗大粒子周围或是由研磨而产生的粗大粒子的欠缺部。
由图5可知,气体等离子热镀法成膜的陶瓷喷涂膜的场合下,向表 面侧突出的山的高度和向深度方向突出的谷的深度基本相同,山的轮廓 曲线和谷的轮廓曲线呈大致对称的形状。
关于各种造纸机用压榨辊,测定了与表面粗糙度相关的参数。测定 器使用株式会社东京精密制造的HANDYSURF E-35A,且在各辊的表面 28处部位测定其表面性状,并算出了平均值。其结果如图6所示。图6 中的各参数表示以下的值。
Ra:JIS B0601-2001(ISO4287-1997)规定的算术平均粗糙度(μm)
Rk:JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的芯部的等级差(μm)
Rpk:JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的尖峰高度(μm)
Rvk:JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的沟痕深度(μm)
Vo:Vo=(100-Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2)
这里,Mr2是JIS B0671-2-2002(ISO13565-2-1996)规定的芯部的负 荷长度率Mr2。
此外,为测定提供的试样如下。
实施例1
该例是本发明的实施例之一,且是以适量含有微细粒子和粗大粒子 的陶瓷粉末作为喷镀材料并用水稳定性等离子喷镀法来成膜,并实施了 表面研磨加工。陶瓷粉末以重量为基准含有82%的粒径小于55μm的微 细粒子,且以重量为基准含有5%的粒径为74μm或74μm以上小于149μm 的粗大粒子。表面研磨是在用#80的金刚石磨具粗研磨后,用#200的 金刚石磨具研磨,再用由40μm的金刚石粒子组成的磨片进行精研磨。
实施例2
该例是本发明的实施例之一,且是以适量含有微细粒子和粗大粒子 的陶瓷粉末作为喷镀材料并用水稳定性等离子喷镀法来成膜,并实施了 表面研磨加工。陶瓷粉末以重量基准含有90%的粒径小于55μm的微细 粒子,且以重量基准含有3%的粒径为74μm或74μm以上小于149μm的 粗大粒子。表面研磨是在用#80的金刚石磨具粗研磨后,用#400的金 刚石磨具进行精研磨。
实施例3
该例是本发明的实施例之一,且是以适量含有微细粒子和粗大粒子 的陶瓷粉末作为喷镀材料用水稳定性等离子喷镀法来成膜,并实施表面 研磨加工。陶瓷粉末以重量为基准含有82%的粒径小于55μm的微细粒 子,且以重量为基准含有5%的粒径为74μm或74μm以上小于149μm的 粗大粒子。表面研磨是在用#80的金刚石磨具粗研磨后,用#200的金 刚石磨具研磨,再用由40μm的炭化硅粒子组成的磨片进行精研磨。
比较例1
以仅由粒径为55μm或55μm以上小于149μm的粗大粒子组成的陶 瓷粉末作为喷镀材料用水稳定性等离子喷镀法来成膜,并实施表面研磨 加工。表面研磨是在用#80的金刚石磨具粗研磨后,用#200的金刚石 磨具进行精研磨。
比较例2
该例是树脂辊。
比较例3
该例是以往采用的造纸机用压榨辊,以由微细粒子组成的陶瓷粉末 作为喷镀材料用气体等离子喷镀法来成膜,并实施表面研磨加工。
比较例4
该例是以往采用的造纸机用压榨辊,以由微细粒子组成的陶瓷粉末 作为喷镀材料用气体等离子喷镀法来成膜,并在实施粗面加工后实施表 面研磨加工。
对上述各试样的评价如下。
关于实施例1~实施例3,湿纸的剥纸性良好,对纸赋予平滑性的效 果好,刮刀片的摩擦损耗也少。特别是实施例1和实施例3的剥纸性极 佳。
关于比较例1,剥纸性好,但对纸赋予平滑性的效果差,刮刀片的摩 擦损耗量也大。
关于比较例2,剥纸性非常差,湿纸完全紧贴在辊表面。
关于比较例3,对纸赋予平滑性的效果好,刮刀片的摩擦损耗也少, 但剥纸性差。
关于比较例4,虽然实施了粗面加工,但未见剥纸性有改善,而且对 纸赋予平滑性的效果差,刮刀片的摩擦损耗也大。
以上,参照附图说明了本发明的实施方式,但本发明并不限于图所 示的实施方式。在与本发明相同或等同的范围内,可以对图示的实施方 式,进行各种修改变形
工业上的可利用性
通过本发明所得到的具有陶瓷喷涂膜的造纸机用压榨辊,在剥纸性 和表面平滑性的两方面都发挥优异的性能,因此可在造纸领域被有效利 用。
QQ群二维码
意见反馈