ES2227442T3 - Hoja autorregulable. - Google Patents

Abstract

Una hoja autorregulable para acoplamiento con una superficie de trabajo en movimiento, que comprende una banda de acero alargada en una primera dirección entre lados primero y segundo, teniendo dicha banda una sección de borde a lo largo de dicho primer lado para entrar en contacto con dicha superficie de trabajo, y teniendo dicha sección de borde una dureza que excede la de la parte restante de dicha banda, caracterizada por un revestimiento de un material poco resistente al desgaste que tiene una resistencia más baja al desgaste que la sección de borde citada, cubriendo dicho revestimiento substancialmente toda la sección de borde al menos sobre la parte de la misma que entra en contacto con la superficie de trabajo, estando el revestimiento adaptado de ese modo para desgaste completo durante un período de rodaje.

Description

Hoja autorregulable.

Campo técnico

La presente invención se refiere a hojas autorregulables para acoplamiento con una superficie de trabajo en movimiento, siendo dichas hojas útiles para revestimiento, plisado, reparación y otras operaciones de raspado en la industria de la imprenta, en técnicas de rotograbado o fotograbado.

Antecedentes técnicos y estado de la técnica

Aunque la presente invención no se limita a esto se describirá a continuación principalmente con relación al revestimiento de substratos de papel.

Las hojas usadas en técnicas de revestimiento convencionales son por lo general fabricadas de diferentes tipos de materiales. Entre tales materiales se debe mencionar aceros atemperados al carbono y endurecidos, de elevada resistencia, substratos de hoja cubiertos en el borde o punta con materiales resistentes al desgaste duros de cerámica, tales como los descritos en la patente inglesa 2 130 924, y acero de baja aleación con endurecimiento local de la sección del borde, según se describe en el documento EP 0 672 761 correspondiente al preámbulo de la reivindicación 1.

Las hojas fabricadas de acero al carbono atemperado y endurecido exhiben comportamiento de resistencia al desgaste bastante pobre y tienen que ser reemplazadas frecuentemente en vista del desgaste abrasivo ocasionado por el papel base y los pigmentos de colores de revestimiento. Su dureza está típicamente dentro del intervalo de 500 hasta 600 HV que depende del grosor de la banda de acero.

Por otra parte la baja resistencia a la abrasión de tales hojas de acero permite un corto período de autorregulación cuando se instala en una máquina para aplicar un revestimiento. Esto hace que la hoja sea fácil de usar y no sensible a la exacta regulación de la máquina de revestimiento o a desigualdad existente en las condiciones geométricas a lo largo del portahoja. Esto es especialmente importante para el revestimiento que usa el modo de hoja rígida, es decir cuando el ángulo entre la punta de la hoja y el papel sobre la máquina de revestimiento es elevado, por lo general 20º o más.

Otra característica de las hojas de acero al carbono es su comportamiento de desgaste en el lugar de la entrada del color del revestimiento en el modo de hoja rígida. Según la literatura (Schachtel y col., Wochenblatt für Papierfabrikation 16-1993, p 661-667) se puede obtener una forma de desgaste completo (véase la fig. 1 de la literatura de referencia). Se forma un radio (r) visible aunque pequeño en el lugar de entrada de contacto entre la hoja y el papel base. Este radio resulta de la combinación del efecto erosivo de la incidencia de color de revestimiento y el efecto abrasivo de las fibras de papel. Tal característica es de fundamental interés para el tipo de rotograbado de la fórmula de revestimiento, en la que los pigmentos se constituyen principalmente por plaquetas con un factor de elevada forma. La existencia de tal radio (r) ayuda en la orientación apropiada de pigmentos de revestimiento a color antes de pasar por debajo de la hoja dando como resultado características de imprimibilidad óptimas.

Las hojas calzadas de material duro, tales como hojas con un revestimiento de cerámica, así como la sección del borde de las hojas de acero de baja aleación endurecidas se comportan mejor que las hojas de acero al carbono en términos de período de vida. Las hojas calzadas con material duro exhiben valores de dureza típicos de la punta en el intervalo de 900 hasta 1200 HV, al tiempo que la sección de borde localmente endurecida de las hojas de acero de aleación baja alcanza alrededor de 800 HV, alcanzando el resto de la hoja alrededor de 600 HV.

Aunque la propiedad de resistencia de desgaste es un factor importante en el interés industrial para tales hojas, tal propiedad es al mismo tiempo una limitación en su uso en vista de la necesidad de adaptar específicamente cada diseño de punta según la condición exacta de funcionamiento de la hoja y la regulación del portahoja en la máquina de revestimiento. La elevada resistencia al desgaste no permite la regulación incorrecta debido a que tomará mucho tiempo ajustar el bisel en un período de rodaje. Esto no es normalmente aceptable en condiciones de revestimiento industrial y podría dar por resultado pobres perfiles CD y MD del papel revestido y/o pobre calidad de superficie. Adicionalmente, no se formará tan fácilmente el desgaste completo del punto de entrada según se describe más arriba.

Breve sumario de la invención

Las características descritas anteriormente forman la base para resolver los problemas confrontados con la técnica anterior y la invención busca proporcionar una solución en la que las ventajas de usar materiales de elevada resistencia al desgaste se combinan con las ventajas de usar materiales de más baja resistencia al desgaste.

Un objeto de la invención es, en consecuencia, proporcionar una hoja la cual se comportará análogamente a una hoja de acero al carbono cuando está cargada y durante el período de rodaje, es decir que obtenga comportamiento autorregulable de la hoja.

Otro objeto de la invención es proporcionar una hoja la cual después de un corto período de rodaje se comportará de la misma manera que una sección de borde localmente endurecida de una hoja de acero de baja aleación dando como resultado un comportamiento de elevada resistencia al desgaste.

Incluso otro objeto de la invención es proporcionar una hoja capaz de desgaste para dar como resultado una entrada de completo desgaste en el lugar de contacto, con la mayor parte de la superficie de medición en contacto con la base de papel y comportándose el color de revestimiento análogamente a las hojas de acero de baja aleación con una sección endurecida local.

Para estos y otros objetos que serán evidentes de la siguiente descripción de la invención se proporciona una hoja autorregulable para acoplamiento con una superficie de trabajo en movimiento que tiene las características expuestas en la reivindicación 1. La hoja comprende una banda de acero alargada en una primera dirección entre los lados primero y segundo, teniendo dicha banda una sección de borde a lo largo de dicho primer lado para entrar en contacto con dicha superficie de trabajo, y siendo la sección de borde citada endurecida a una dureza que excede la de la parte restante de dicha banda. Dicho segundo lado se destina a la unión a un portahoja de una manera convencional. La hoja según la invención se caracteriza por un revestimiento de un material de baja resistencia al desgaste que cubre substancialmente toda la sección de borde citada al menos en la parte de la misma que entra en contacto con la superficie de trabajo, estando de ese modo el revestimiento adaptado para el desgaste completo durante un período de rodaje.

Según una realización de la invención dicha banda de acero está constituida por un acero de baja aleación endurecido a una dureza de entre alrededor de 400 y 600 HV, siendo la sección de borde más endurecida a una dureza de entre alrededor de 700 y 900 HV.

Una realización preferida de tal hoja es una en la que dicha banda de acero está constituida por una banda atemperada y endurecida laminada en frío que tiene la composición en (porcentaje en peso):

C	0,46 - 0,70;
Si	0,2 - 1,5;
Mn	0,1 - 2,0;
Cr	1,0 - 6,0;
Mo	0,5 - 5;
V	0,5 - 1.5;
B	\leq 0,01
Ni	\leq 1,0
Nb	\leq 0,2.

El material de baja resistencia al desgaste tiene adecuadamente una dureza entre alrededor de 200 y 600 HV. Los materiales adecuados son metales puros, aleaciones, óxidos, polímeros, o mezclas de dos o más de los mismos.

Es particularmente preferido que dicho material de baja resistencia al desgaste se seleccione a partir de molibdeno que contiene hasta 4% de O_{2}, aleaciones a base de Co o Ni, aleación a base de Cu, mezclas de AlSi/poliéster o mezclas de polímero a base de Co, o acero inoxidable.

Para fácil adaptación a la superficie de movimiento la sección de borde de la hoja se proporciona preferiblemente con un bisel sobre el lado de la misma que entra en contacto con la superficie en movimiento.

El grosor del substrato de hoja puede variar desde alrededor de 0,15 a alrededor de 0,8 mm. El grosor del revestimiento autorregulable se encuentra adecuadamente en el intervalo de alrededor de 1 hasta alrededor de 100 \mum, preferiblemente de 20 hasta 50 \mum.

Breve descripción de los dibujos

En el dibujo las figuras 1 y 2 muestran esquemáticamente dos tipos de regulación incorrecta de la hoja frente a frente a la superficie en movimiento;

la figura 3 muestra esquemáticamente la superficie de acoplamiento de la hoja después del período de rodaje; y

la figura 4 muestra esquemáticamente en una sección transversal de un detalle de una hoja según la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Las figuras 1 a 3 de los dibujos muestran esquemáticamente la parte operativa de una hoja de acero al carbono que funciona bajo el modo rígido, es decir siendo el ángulo \alpha al menos de alrededor de 20º. La superficie 1 en movimiento de por ejemplo un rodillo de sostén en el revestimiento de papel viaja en la dirección de las flechas. La parte operativa de la hoja 3 está provista de un bisel 5 para adaptarse a la superficie en movimiento.

La figura 1 muestra la situación con relación a una hoja 3 recientemente instalada, siendo la regulación ligeramente incorrecta en el talón. La figura 2 muestra otra situación de regulación incorrecta en la base. La figura 3 muestra la hoja 3 después de un corto período de rodaje, estando ajustada la hoja por desgaste para ponerse en contacto correcto con la superficie 1 de rodadura y estando un radio (r) pequeño formado en el punto de entrada.

La figura 4 muestra una hoja diseñada según la presente invención. Una banda 7 de acero endurecida y atemperada a una dureza de alrededor de 600 HV tiene una sección 9 de borde más endurecida y atemperada a una dureza de alrededor de 780 HV. Una banda de acero preferida para uso en la hoja según la invención es la Hoja de la Máquina de Revestimiento de Duración de Banda Uddeholm (Uddeholm Strip Steel aB, Munkfors, Sweden).

Sobre la sección 9 de la banda 7 de acero biselada con un determinado bisel 11, se añade una capa de un material con comportamiento autorregulable. Este revestimiento 13 debería tener una dureza de entre alrededor de 100 y 600 HV, preferiblemente alrededor de 100 a 400 HV. El revestimiento 13 puede ser de cualquier material que tenga la dureza indicada y se puede seleccionar de un amplio grupo de materiales, tales como metales, aleaciones, óxidos de baja dureza o mezclas de óxido, polímeros o mezclas o compuestos de los mismos. Un material preferido es un material de una naturaleza metálica, que se puede aplicar mediante pulverización que usa plasma, soldeo por arco con electrodo o HVOF. El material se puede también aplicar por técnicas de película fina o galvánicas, tales como PVD, CE PVD, etc. Un material de revestimiento particularmente preferido es una aleación a base de cobre, tal como una aleación de aluminio-cobre aplicada por pulverización de plasma según se describe en un ejemplo más abajo.

La presente invención se describirá ahora además por los ejemplos específicos que, sin embargo, no van a ser estructurados para limitar el alcance de la invención. En estos ejemplos las partes y porcentajes se expresan en peso si no se indica de otro modo.

Ejemplo 1

Se llevó a cabo una prueba comparativa sobre una máquina piloto para aplicar un revestimiento, que usa sección de borde convencional endurecida de acero de aleación baja y una hoja de autorregulación según la presente invención.

Las condiciones fueron:

Papel base:	34 g/m^{2} (Stora Enso)
Formulación de color de revestimiento:	típica de calidad para rotograbado
80 partes secas	Suavidad superior al caolín (Imerys)
20 partes secas	Talc Helicoat- 533 gr
	(Luzenac)
5 partes secas	Látex acrílico pr8763x(BASF)
1 parte seca	Estearato de calcio C104
	(Nopcoat)
Contenido sólido:	alrededor de 56%
Viscosidad:	alrededor de 1000 mPa:s
Condiciones de la máquina de revestimiento	rodillo aplicador, Beloit cabezal S-matic
Velocidad:	1200 m/min
Grosor de la hoja:	0,381 mm
Bisel de la hoja:	45º (modo rígido)
	Regulación de la hoja en la base
	(48 a 49º)
Peso - revestimiento objetivo:	8 g/m^{2} por lado

La hoja de acero tenía una sección de borde de punta endurecida de Uddeholm (denominada "referencia"). La hoja según la invención se fabricó del mismo substrato de acero que la hoja de acero usada como referencia, es decir sección de borde de punta endurecida de Uddeholm con una aleación de aluminio-cobre como la capa superior (Sulzer Metco Diammalloy 1004) aplicada por pulverización de plasma atmosférica, triturada a una capa de alrededor de 50 micrones después de la pulverización (denominada ("invención").

Los resultados obtenidos en la calidad de papel revestido después de las cortas pruebas piloto (alrededor de 20 min) fueron:

Referencia:	brillo de 8,7 (Gardner)
Invención:	brillo de 9,7 (Gardner)

Las pruebas de incineración se analizaron usando la prueba de Mottling Keops (Techpap-F) y los resultados se ofrecieron en la tabla más abajo.

TABLA

1

En esta prueba mientras más bajo sea el índice de Mottling más bajo mejor el revestimiento de la fibra.

La mejora en el índice de brillo así como en la prueba de incineración es importante. La hoja de la presente invención permite alcanzar rápidamente una buena calidad de revestimiento reduciendo el tiempo del período de rodaje.

Ejemplo 2

Se realizó un ensayo real sobre una máquina para aplicar un revestimiento fuera de la línea de producción con las siguientes condiciones:

Papel base:
	70 g/m^{2}
Cabezales de revestimiento;	1 y 2 (prerevestido)
Velocidad:	alrededor de 900 m/min
Peso de revestimiento;	alrededor de 10g/m^{2} por lado
Ángulo del portahoja:	39º
Espesor de hoja	0,381 mm
Tipo de hoja:	el mismo que en el Ejemplo 1, con bosel 35º (modo rígido)
Tiempo de vida:	6½ horas

El análisis geométrico de la hoja desgastada muestra una forma redondeada en la entrada de color de revestimiento, según la descripción de la invención. En este caso específico, el valor medido para el radio (r) es alrededor de 100 micrones. Esto confirma la capacidad de la capa poco resistente al desgaste para adaptarse ala forma del talón al flujo de color de revestimiento como una hoja de acero normal, según se describe en los antecedentes técnicos y estado de la técnica.

Claims (8)

1. Una hoja autorregulable para acoplamiento con una superficie de trabajo en movimiento, que comprende una banda de acero alargada en una primera dirección entre lados primero y segundo, teniendo dicha banda una sección de borde a lo largo de dicho primer lado para entrar en contacto con dicha superficie de trabajo, y teniendo dicha sección de borde una dureza que excede la de la parte restante de dicha banda, caracterizada por un revestimiento de un material poco resistente al desgaste que tiene una resistencia más baja al desgaste que la sección de borde citada, cubriendo dicho revestimiento substancialmente toda la sección de borde al menos sobre la parte de la misma que entra en contacto con la superficie de trabajo, estando el revestimiento adaptado de ese modo para desgaste completo durante un período de rodaje.

2. Una hoja autorregulable según la reivindicación 1, en la que dicha banda de acero está constituida por un acero de baja aleación endurecido a una dureza de entre alrededor de 400 y 600 HV, estando dicha sección de borde además endurecida a una dureza de entre alrededor de 700 y 900 HV.

3. Una hoja autorregulable según la reivindicación 1 ó 2, en la que dicho material de baja resistencia al desgaste tiene una dureza entre alrededor de 100 y 600 HV.

4. Una hoja autorregulable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha banda de acero está constituida por una banda atemperada y endurecida laminada en frío que tiene la composición en porcentaje en peso:

C 0,46 - 0,70; Si 0,2 - 1,5; Mn 0,1 - 2,0; Cr 1,0 - 6,0; Mo 0,5 - 5; V 0,5 - 1,5; B \leq 0,01 Ni \leq 1,0 Nb \leq 0,2.

5. Una hoja autorregulable según la reivindicación 4, en la que dicho material se selecciona a partir de metales puros, aleaciones, óxidos, polímeros o mezclas de los mismos.

6. Una hoja autorregulable según la reivindicación 5, en la que dicho material se selecciona a partir de molibdeno que contiene hasta 4% de O_{2}, aleaciones a base de Co o Ni, aleación a base de Cu, mezclas de AlSi/poliéster o mezclas de polímero a base de Co, o acero inoxidable.

7. Una hoja autorregulable según la reivindicación 6, en la que dicho material está constituido por una aleación de aluminio-cobre.

8. Una hoja autorregulable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha sección de borde está provista de un bisel.