DK142152B - Overtraeksmateriale til dele af papirmaskiner der er i beroering med i bevaegelse vaerende virer af syntetisk materiale - Google Patents

Description

142152

Opfindelsen angår et overtræksmateriale tii dele af papirmaskiner, der er i berøring med i bevægelse værende virer af syntetisk materiale, og som har mindst én glat overflade, der omfatter hårde partikler, som er indlejret i et bindemiddel.

5 Under fremstilling af papir bliver en fugtig, ny papirbane på et vist tidspunkt ført fra anlæggets "våde" sektion til den "tørre" sektion og hviler herunder på et transportbånd af f.eks. nylonfiber, polyesterfiber eller anden slags syntetisk fiber.

De forskellige dele i anlægget, som kommer i berøring med trans-10 portbåndet under dets drift, må nødvendigvis være meget slidstærke uden samtidigt at slide båndet op på kort tid, og med de høje omdrejningstal, som man i dag kører med, er dette blevet et mere og mere alvorligt problem.

De nævnte dele udsættes endvidere også for påvirkninger fra 15 vandslibende materialer, der tilføres utilsigtet sammen med træpulpen, samt andre slibende materialer, der anvendes til at farve og opalisere træpulpen under dens omdannelse til papir.

Papirbanerne kan være op til 8 m brede, og følgelig vil de i berøring med transportbåndet værende dele af anlægget også blive store og 20 ofte komplekst udformede, hvilket gør en udskiftning deraf til en bekostelig affære.

Tidligere har de slidpåvirkede dele været udformet af keramiske materialer eller med overtræk deraf, men på trods af disse materialers store styrke har det været ønsket at finde nye materialer. Årsagen 25 hertil er, at de keramiske overflader ikke kan repareres, når de først er blevet beskadiget.

Det har også været forsøgt at afslibe eventuelle spidse, udragende partikler i det keramiske materiale, mep endnu er det ikke lykkedes kun at få afrundede overflader på partiklerne, uden at de snarere 30 bliver facetterede på deres udadvendende side.

Ydermere ville en afslibning også kunne blotlægge dybereliggende skarpe partikelspidser, hvilket gør indsatsen resultatløs.

Overtrækning af i berøring med tekstilbind værende metaldele ved forkromning er en særdeles god løsning, hvis der blot ikke skulle tages 35 hensyn til prisen, thi det er en kostbar løsning, som endda ikke giver høj slidbestandighed.

Flammesprøjtning ved høj temperatur, som f.eks. detonationsplettering og plasmabuesprøjtning, kan også anvendes til tilvejebringelse af overtræk bestående af metaloxider eller metalbundne metal karbider, men 142152 2 det er besværligt og næsten umuligt at fi en ensartet lagtykkelse. De hidtil kendte materialer af den i indledningen til krav 1 angivne art havde en vis overfladeglathed og -slidbestandighed, men var ikke til at reparere.

5 Materialet ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kende tegnende del af krav 1 angivne. Derved tilvejebringes et mere slidbestandigt og lettere reparérbart til papirfremstillingsmaskiner egnet materiale, hvis overflade er mere ensartet og har en lav friktionskoefficient overfor de fleste virematerialer, og som er billigere både at tilveje-10 bringe og vedligeholde.

Ved det i krav 2 angivne opnås, at de små partikler kan glide ind mellem de større, hvorved der kan skabes en høj volumentæthed for den hårde fase ved slidoverfladen, hvilket er vigtigt, især ved skarpkantede maskindele.

15 Noget af en maskindel kan bestå af materiale med de store partikler af størrelser mellem 0,3 og 2,0 mm, men resten af delen indeholder de små partikler på 22 til 53μ. Der kan i materialet indgå partikler af forskellig størrelse inden for nævnte størrelsesområder og i forskellige mængdeforhold, blot overfladeruheden har en mindre RMS-værdi end 20 1,778μ og større end 0,025μ.

Det særlige formål for brugen af maskindelen vil i sidste instans være bestemmende for den eller de optimale størrelser for de anvendte partikler.

Egnede slidbestandige partikler til anvendelse ifølge opfindelsen 25 inkluderer metaloxider, metalcarbider, metalborider, metalnitrider og me-talsilicider i enhver blandingskombination deraf. Som eksempel på metaloxider kan nævnes forbindelser som aluminiumoxid (AlgOg), siliciumoxid (SiO,,), chromsesquioxid (Cr203), hafniumoxid (Hf02), berylliumoxid (BeO), zirconiumoxid (Zr02), stannioxid (SnC>2), magnesiumoxid (MgO), 30 yttriumoxid (Y202), sjældne jordarters oxider, og titanoxid (TiC>2) i vilkårlige blandinger. Egnede metalcarbider inkluderer siliciumcarbid (SiC), borcarbid (B^C), hafniumcarbid (HfC), columbiumcarbid (CbC), tantalcarbid (TaC), titancarbid (TiC), zirconiumcarbid (ZrC), molyb-dæncarbid (IVIOgC), chromcarbid (Cr3C2) og wolframcarbid (WC). Egnede 35 metalborider inkluderer titanborid (TiB2), zirconiumborid (ZrB2), columbiumborid (CbB2), molybdænborid (MoB2), wolframborid (WB2), tantalborid (TaB,,), og chromborid (CrB). Egnede metalnitrider inkluderer aluminiumnitrid (AiN), siliciumnitrid (Si^N^), titannitrid (TiN), zirconiumnitrid (ZrN), hafniumnitrid (HfN), vanadiumnitrid (VN), nio- 3 142152 biumnitrid (NbN), tantalnitrid (TaN) og chromnitrid (CrN). Egnede silicider inkluderer molybdænsilicid (M0SI2), tantalsilicid (TaSi2), wol-framsilicid titansilicid (TiSi2), zirconiumsilicid (ZrSi2)/ vanadi- umsilicid (VSI2)/ niobiumsilicid (NbSi2) og borsilicid (B4SI2)· 5 Bindemiddellaget, også kaldet matrixen, består af et termoplastisk eller -hærdende formstof, der er i stand til at klæbe til et metal- eller ikke-metalsubstrat, og til sikkert at fastholde delvis indlejrede afrundede slidbestandige partikler deri. Tykkelsen af dette bindemiddellag bør i det mindste være ca. det halve af de største partiklers diameter eller 10 middelpartikelstørrelsen for således at sikre en god fastholdelse af partiklerne deri.

Et koblingsstof, der kan være en silan eller en sili kon, kan tilføres partikelbindemiddelblandingen for at forøge bindestyrken mellem partiklerne og bindemidlet i det færdige materiale for derigennem at til-15 vejebringe et stærkere materiale. Eksempler på koblingsstoffer, der er egnede til dette formål, inkluderer vinyltriethoxysilan, beta-(3,4-epoxy-cyklohexyl)-ethyltrimethoxysilan, gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilan, vinyltriacetoxysilan, gamma-aminopropyltriethoxysilan og N-beta-(amino-ethyl)-gamma-aminopropy!tr?methoxysilan. En mængde af koblingsstoffet 20 op til ca. 2 vægtprocent (baseret på partiklernes vægt) vil være glimrende egnet til dette formål.

Eksempel 1

En blanding af 50 rumfangsprocent 0,50-0,59 mm store polerede 25 kugleformede aluminiumoxidpartikler med en overfladeruhed af lavere RMS-værdi end 1,778μ og større end 0,025μ og 50 rumfangsprocent termohærdende pulver (polymethylmetacrylatpulver, der er kendt i handelen som "Type 1385 AB Transoptic Mounting Powder" til metallur-gisk prøveemnemontering) blev anbragt i en til 140°C opvarmet form, og 30 holdt ved et tryk på 422 kg/cm i 10 minutter. Formen var ca. 25 mm i diameter og 29 mm lang. Efter den 10 minutter lange anvendelse af tryk ved den forhøjede temperatur blev formen afkølet til omgivelsernes temperatur, hvorpå den formede del fjernedes fra formen. Den 25 mm i diameteren og 29 mm lange cylindriske formede del udviste en overflade 35 af jævnt fordelte omdrejningsellipsoideformede aluminiumoxidpartikler i den termohærdende harpiks.

Eksempel 2

Et enkeltlag af aluminiumoxidpartikler med en overfladeruhed af U2152 4 lavere RMS-værdi end 1,778μ og større end 0,025μ af størrelser fra 0,50 til 0,59 mm blev anbragt i bunden af en cylindrisk formhulhed, der milte 32 mm i diameter. Et termohærdende harpikspulver (polymethylme-tacrylatpulver "Type 1385 AB Transoptic Mounting Powder") blev hældt 5 hen over dette partikellag og derpå formet som beskrevet i eksempel 1.

Den således fremstillede formede del bestod af en fast termohærdet harpiks med et enkeltlag af aluminiumskugler på dens overflade.

Eksempel 3 10 En bæreplansgrundformsdel til en Fourdriniermaskine blev frem stillet ved at bøje en metal- (aluminium-)plade til et omtrent kanalformet udseende med en længde på 106 mm, en bredde på 63 mm og ben af længden 32 mm. Forkanten på overfladen set efter breddedimensionen blev bøjet opad med ca. 2° fra overfladen, og benet her blev krummet 15 til en aerodynamisk form. Da et stofbind eller lignende føres over et sådant bæreplan i en efter bredden gående retning, fra forkanten til bagkanten, etableres således et differenstryk, som suger væsken eller andre kemikalier, der går gennem bindet, hen på bæreplanoverfladens bageste segment, hvorved træmassen eller papiret oven på båndet 20 tørres.

Langenderne på det således formede bæreplan blev overtrukket med 13μ tykt aluminiumsfolie for således at danne en lukket kanalform med en åbning øverst. 500 g omdrejningsellipsoideformede aluminium-oxidpartikler af partikelstørrelsen 0,50 til 0,59 mm og med en overfla-25 deruhed af lavere RMS-værdi end 1,778μ og større end 0,025μ blev tilsat 600 g epoxyharpiks, der i handelen kendes som "Araldite" 502.

Sammensætningen blev blandet langsomt, efterhånden som partiklerne blev tilført, for således at formindske dannelsen af luftblærer i blandingen. Epoxyen var meget viskos, og når/og hvis der blev dannet 30 luftblærer, kom de op til overfladen. 60 g væskeformig epoxyhærder, der i handelen kendes som "Araldite" 951 blev tilsat blandingen, og sammensætningen blev blandet yderligere, hvorpå den blev hærdet i bæreplanformen. Endnu en portion på 600 g "Araldite" 502 og 60 g "Araldite" 951 blev blandet og hældt oven på den første blanding. Sam- 35 mensætningen fik lov til at hærde i 24 timer. I løbet af de første 2 til 4 timer blev den store epoxymasse varm at føle på på grund af den exoterme reaktion under polymerisation. De omdrejningsellipsoideformede partikler sank til bunds i formen, og det fremstillede slutprodukt var et bæreplan med en øverste overflade sammensat af omdrejnings- 5 142152 ellipsoideformede partikler af en speciel størrelse indstøbt i en epoxy-matrix.

En mindre kastning opstod ved hærdningen, fordi epoxykuglelaget og det rene epoxylag krympede forskelligt. Den fremstillede sammen- 5 sætning var imidlertid tilstrækkelig fleksibel til at blive strakt ud til den ønskede form.

Eksempel 4

Der blev fremstillet en bæreplanform som beskrevet i eksempel 3 10 bortset fra, at formen blev fremstillet af stål. Hulheden var 438 mm lang, 63 mm bred og 35 mm dyb. En "T"-formet kerne blev tilvejebragt for at blive anbragt i hulheden, si der kunne bibringes en del, der skulle udformes, en "T"-formet rille. Formen blev overfladerenset og derpå oversprøjtet med "Fluoroglide", der er et i handelen værende 15 fluorocarbonslipmiddel. Formen blev samlet, og en lille vibrator, der var indrettet til at vibrere ved 60 Hz, blev fastgjort dertil.

En blanding af 250 g R8-2038 "Hysol" harpiks, 28 g H2-3416 "Hy-sol" hærder, 3 dråber "Union Carbide" LS-46 silikonefugtningsmiddel og 356 g aluminiumoxidkugler med 0,30 til 0,59 mm parti kelstørrelse og med 20 en overfladeruhed på mindre end 0,254μ RMS og større end 0,025μ blev tilberedt og derpå hældt i formen, mens den blev vibreret. En anden blanding af 250 g R8-2038 "Hysol" harpiks, 20 g H2-3416 "Hysol" hærder og 3 dråber LS-46 silikonefugtningsmiddel blev tilberedt, og 200 g af denne sammensætning blev hældt oven på den første blanding i den 25 vibrerede form. Den "T"-formede kerne blev neddykket i epoxyen og fastgjort til formen ved dens ender. Det fremstillede materiale blev, efter at være blevet hærdet ved rumtemperatur i 24 timer, fjernet og udviste en god bæreplanform med en god partikelfordeling. Der kunne ses nogle luftblærer på overfladen og på visse dele af forkanten.

30

Eksempel 5 Bæreplanformen og den "T"-formede kerne fra eksempel 4 blev anvendt til dette eksempel. Formen blev overftaderenset og derpå på-sprøjtet med en fluorocarbon, såsom type MS-122 fra Miller-Stephenson 35 Company. En blanding af 250 g R8-2038 "Hysol" harpiks og 20 g H2-3416 "Hysol" hærder blev omrørt i 15 minutter. Med formen fastgjort til en 60 Hz vibrator blev epoxyblandingen hældt ned i formen, og derpå blev 350 g 0,50 til 0,59 mm store aluminiumoxidpartikler med en overfladeruhed af lavere RMS-værdi end 1,778μ og større end 0,025μ hældt 6 142152 oven pi i epoxyblandingen. "T'-kernen b(ev nedlagt i formen, og derpå blev en anden epoxyblanding, tilberedt som ovenfor, anbragt i formen mellem formens indersideoverflade og den "T"-formede kerne. Formindholdet blev hærdet ved rumtemperatur i 24 timer, og blandingen blev 5 derpå fjernet. Det fremstillede bæreplan fremviste en overflade med en god partikelfordeling, men overfladepartikeltætheden var mindre end den i eksempel 4 fremstillede. Også bæreplanens overflade udviste færre blærer end bæreplanoverfladen i eksempel 4.

10 Eksempel 6

Overfladerne af en form med indvendige dimensioner på 76 mm x 25 mm og 19 mm høj blev renset og derpå oversprøjtet med nævnte type MS-122 fluorocarbon. 16,6 g 0,30 - 0,59 mm store aluminiumoxidpartikler med en overfladeruhed på mindre end 0,254μ RMS og større end 0,025μ 15 blev hældt i formen, der var fastgjort til en 60 Hz vibrator. Aluminiumoxidpartikler i en mængde på 9,8 g og med en størrelse på 0,053 mm og mindre blev anbragt i formen, og oven på det første lag partikler, mens formen blev vibreret. En blanding af 30 g "Hysol" harpiks R8-2308, 3,3 g "Hysol" hærder H2-3416, 22 dråber "Union Carbide Corporation type 20 A-186 Silan" koblingsstof og 0,78 g blåt pigment af typen "Evercoat" blev omrørt i 10 minutter og derpå hældt ned i formen. Blandingen i formen blev hærdet ved rumtemperatur, og derpå blev den sammensatte del fjernet. Delens overflade udviste god partikelfordeling med de mindste partikler omtrent udfyldende mellemrummene mellem de større 25 partikler.

Der blev også fremstillet sammensatte materialer under anvendelse af chromoxidpartikler, chromnikkelbundne wolframcarbidpartikler, kobolt-bundne wolframcarbidpartikler og chromcarbidpartikler bundne ved hjælp af en legering af 20% nikkel og 80% chrom. På samme måde som i 30 eksemplerne ovenfor var der også en god partikelfordeling på disse materialers overflader. Metalcarbidpartikler bindes ofte sammen ved hjælp af et metal- eller metallegeringsbindemiddel. Ovennævnte eksempler er metalbundne carbidpartikler.