JP2589395B2 - 剥離性に富む抄紙用ロール - Google Patents
剥離性に富む抄紙用ロールInfo
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Description
ムーザーロールなどの用途に用いて好適な抄紙用ロール
に関し、とくに該ロールと、これに湿潤状態で接触走行
する紙原反との剥離性の向上を図ったものである。
れた湿紙は、プレストロールによって機械的に脱水され
たのち、引き続く乾燥部において加熱,乾燥されて所用
の製品となる。ここに抄紙機用プレスロールには、十分
な圧力に耐え、かつ湿紙とロール面とが良好な剥離性を
有し、しかも長期間の運転に耐え得る等の性質が要求さ
れている。
に、天然花崗岩製ロール(ストーンロール)がある。こ
のロールは、耐食性,耐摩耗性および耐ドクターナイフ
性に優れるだけでなく、長期間にわたり研磨せずに使用
できるという優れた特性を有している。しかしながら、
このロールといえども湿紙に対する剥離性については充
分とはいえず、長期間の使用中に紙料の粕類、ピッチ
類、その他紙料中の粘着物等が付着し、湿紙の剥離性が
劣化することから、抄紙機を停止し、ロール表面の清掃
を余儀なくされる。また、最近のように抄紙機の大型
化、高速化が進むと、それに伴って大径,長軸のストー
ンロール用の大型花崗岩原石が必要となるが、これを無
傷で採石,運搬することは極めて難しいという問題もあ
る。
して、NR,NBRおよびSBR等の高硬質ゴムに花崗岩や珪砂
等の親水性粉粒を混入して成型し、ロール表面にかかる
粉粒をモザイク状に露出させたいわゆるストナイトロー
ルが開発され、すでに実用化に及んでいる。さらに上記
の高硬質ゴムに替え、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等の
高硬質樹脂を用い、これに親水性物質の粉粒を混入して
成型した樹脂ロールも実用に供されている。
レスロールの他、紙料に対して剥離性を要求されるスム
ージングロールやサイジングロール、ペーパーロール等
にも使用されているが、天然花崗岩製の真性ストーンロ
ールに比べると依然として剥離性に劣り、紙料中のピッ
チ等がロールに付着して湿紙の送りが不可能となるた
め、紙切れが生じ易いという欠点があった。
材料粉末と金属粉末との混合物または金属粉末を溶射し
たり、ロール表面の疎水性成分、親水性成分の比率を変
えることによって、ロール表面の剥離性の向上を図った
ものもあるが、これらはいずれも真性ストーンロールに
比べるとやはり剥離性に劣るという欠点があった。
ロンによって封孔することによって剥離性の向上を試み
た例もある。この方法は、テフロンと溶射被覆層との接
着性が良くないことから、被覆層を高温に加熱してテフ
ロンを圧入し、その後被覆層の冷却による収縮によって
機械的にテフロンを保持する方法であるが、この保持力
が充分ではないため、テフロンが剥離し易いというとこ
ろに問題を残していた。
ル表面に紙料粕類やピッチ類、その他粘着物等が付着す
ることのない剥離性に優れた抄紙用ロールを提供するこ
とを目的とする。
て高性能が要求される抄紙用ホットプレスロールやホッ
トスムーザーロールなどいわゆる抄紙用ロールの表面に
対する被覆材料および被覆方法を種々検討した結果、開
発されたものである。
膜厚:0.05〜1.0mmの金属炭化物と金属とからなるサーメ
ットの溶射皮膜をそなえ、かつこのサーメット溶射皮膜
とロールシリダー基地との間に、耐食ニッケルめっき、
硬質クロムめっきおよびNiCr金属溶射層のうちから選ん
だ少なくともいずれか一の被覆層をそなえてなる剥離性
に富む抄紙用ロールである。
〜(d) (a) Co:5〜28wt%(以下単に「%」ぜ示す)を含有
し、残部がWC、 (b) Cr:15〜30%およびNi:3〜11wtを含有し、残部
がWC、 (c) Co:7〜13%およびCr:1〜7%を含有し、残部が
WC、 (d) NiCr:5〜35wt%を含有し、残部がCr3C2 のいずれかの組成物を用いる抄紙用ロール(第2発明)
である。
%で、この気孔中には珪素質有機化合物を充填して封孔
してなる抄紙用ロールである。
ルとして用いた場合について説明すると次のとおりであ
る。
面圧が100〜150kg/cm2にも及ぶけれども、かような荷重
に対しても、母材ロールおよび被覆層共充分に耐え得
る。
昇させると搾水能力が上昇するが、本発明ロールでは、
ロールシリンダー基材の内部を中空状にして、ロール内
部に蒸気を供給してやれば、ロール表面の加熱が可能と
なり、従って、湿紙温度の上昇ひいては搾水効果の向上
が達成される。
向させて設置したスチームボックスから蒸気を噴射して
湿紙を加温する方法では、プレスロールがサクションロ
ールの場合だけしかスチームボックスを設けることがで
きなかったけれども、本発明ではかような制約はない。
を70℃以上に加熱すると亀裂が発生し、使用不能となっ
ていたのに対し、本発明ロールではこのような制約もな
い。
紙の円滑な剥離性すなわちピッキングの防止であるが、
耐食性Niめっきもしくは硬質クロムめっきを下地被覆層
とし、最外層をWCまたはCr3C2などのサーメット溶射層
とする多層皮膜とし、かつ最外層の気孔率を適宜制御す
ることによって、良好な湿紙剥離性が得られる。さらに
この気孔を珪素質有機化合物を充填して封孔することに
よって、剥離性の一層の向上を図り得る。
る。というのは、気孔率が0.5%に満たないと、剥離性
の改善効果に乏しく、一方8%を超えると皮膜の機械的
強度が低下するだけでなく、ロール蒸気加熱時における
熱抵抗が増大してエネルギー損失を招くからである。
距離、溶射条件(電流,電圧,供給ガス量等)および
溶射材料の粒径などを変えることによって、また可燃
ガス炎を熱源とする溶射法では、上記、および可燃
ガスの供給圧力などを変えることによって実施すること
ができ、たとえば可燃ガス炎溶射法を用いる場合の好適
溶射条件は、酸素ガス圧:4〜9.5kgf/cm2、燃料ガス圧:3
〜8kgf/cm2である。
は、次のようにして行うことが好ましい。
ニス系溶液あるいは1液性または2液性シリコーンゴム
溶液を含浸させ、ついでこれを大気中に放置するか、ま
たは必要に応じ100〜300℃で焼付けることによって硬化
させると同時に、上記シリコーンワニスあるいは1液性
または2液性シリコーンゴム等のいわゆるシリコン質を
強固に固着させる。かくして従来、抄紙機プレストプロ
ールの中でも最も剥離性が良いとされてきた真性ストー
ンロールよりも良好な剥離性が得られるのである。
性も要求されているが、ドクターナイフは、硬質の溶射
層のみに接触し、細孔に含浸された珪素質有機化合物に
接触してこれを除去するようなことはないので、上記珪
素質有機化合物による剥離性能が劣化するおそれはな
い。
用した場合、かかるロールの使用条件はプレストップロ
ールの場合よりも温和なので何ら問題は生じない。
(SM41)製のロールシリンダー表面に、プラズマ溶射法
により、 (a) セラミックス(Al2O3−3%TiO2,ZrSiO4,MgO−
SiO2)、 (b) 金属(50%Mo−50%Ni,50%Mo−50%Ni基自溶
合金,SUS 420鋼)、 (c) 炭化物サーメット(27%NiCr−WC,12%Co−WC,
10%Co−4%Cr−WC,25%NiCr−Cr3C2)、 をそれぞれ、気孔率が0.3〜12%の範囲となるように調
整しつつ、膜厚:0.5mmの溶射皮膜を被成した。
Rmaxに仕上げた。
ールに適用し、ロール内部に1kg/cm2の飽和蒸気を供給
して表面温度:105℃に調整すると共に、線圧:200kg/cm,
抄紙速度:600m/minの条件下で、水分60%の湿紙を通過
させたときの表面異物の付着状況、湿紙の剥離状況およ
びドクターナイフの影響などについて調べた結果を第1
表に示す。
と異物付着量との関係を示す。
層を被成した場合は、金属やセラミックスを被成した場
合に比べて、異物付着状況,湿紙剥離状況およびドクタ
ーナイフ性,いずれの点でも優れていた。
は、溶射材質に大きく影響され、炭化物サーメットがと
りわけ優れていた。
み合い接触部となる(無気孔部は単純接触部となる)
が、ロール表面における気孔部の面積は少ないので、か
かるかみ合い部の減少に伴って異物を残留させる力が低
減したものと考えられる。
面に、酸素ガスと炭化水素ガスまたは酸素ガスと水素ガ
スの燃焼炎を熱源とする高速燃焼ガス炎溶射法により、
気孔率:0.3〜10%、膜厚:0.4mmの炭化物サーメット(27
%NiCr−WC、12%Co−WC)を被成した。
ンゴムを塗布し、これを大気中で乾燥させた。
るシリコンゴムを完全に除去した。この処理により、ロ
ール表面の溶射皮膜は、その気孔(正確には外部に開口
している気孔)中にシリコンゴムが充填され、他の部分
は無気孔の溶射皮膜からなる、第2図に示すような構造
の複合皮膜が形成されたことになる。なお、第2図中、
番号1が溶射皮膜、2がその細孔部に充填されたシリコ
ンゴムである。
して抄紙処理を行ったときの、表面異物の付着状況、湿
紙の剥離性およびドクターナイフ性について調べた結果
を第2表に示す。
の調査結果も併せて示す。
を被成し、かつその細孔部にシリコン質を充填したロー
ルは、従来の真性ストーンロールを用いた場合に比べ、
異物付着状況、湿紙剥離性およびドクターナイフ性とも
同等かそれ以上であり、とくに気孔率が0.6%のものは
異物の付着状況がとりわけ優れていた。
る表面疵の発生が見られたので、気孔率は8%以下程度
とするのが好ましい。
50μm厚の耐食Niめっきを施したのち、実施例1と同様
にして種々の溶射皮膜を被成した。
た湿紙を通過させたときの、表面皮膜の腐食状況および
皮膜の剥離損耗状況について調査した。
維持のためには、耐食Niめっきなどの下地被覆が極めて
有効であることが確かめられた。
はもとよりのこと、真性ストーンロールと比較しても、
湿紙剥離性やドクターナイフ性は勿論、異物の付着状況
にも優れた抄紙用ロールを得ることができる。
溶射材料毎に比較して示したグラフ、 第2図は、本発明ロールの表面構造を示す模式図であ
る。 1……溶射皮膜、2……シリコンゴム
Claims (2)
- 【請求項1】ロールシリンダー部の最外層に、気孔率が
0.5〜8%でその気孔中には珪素質有機化合物が充填さ
れている,金属炭化物と金属とからなる膜厚:0.05〜1.0
mmのサーメット溶射皮膜をそなえ、かつこのサーメット
溶射皮膜とロールシリンダー基地との間には、耐食性ニ
ッケルめっきもしくは硬質クロムめっきの層をそなえる
ことを特徴とする剥離性に富む抄紙用ロール。 - 【請求項2】請求項1に記載のサーメット材料が、次の
(a)〜(d)の組成 (a) Co:5〜28wt%を含有し、残部がWC、 (b) Cr:15〜30wt%およびNi:3〜11wt%を含有し、
残部がWC、 (c) Co:7〜13wt%およびCr:1〜7wt%を含有し、残
部がWC、 (d) NiCr:5〜35wt%を含有し、残部がCr3C2 のいずれかである抄紙用ロール。
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