FI104103B - Päällystyssauva - Google Patents

Description

5 104103 Päällystyssauva

Beläggningsstav

Keksinnön kohteena on paperin tai kartongin päällystyksessä käytettävän sauvapäällysti-men päällystyssauva, ja erityisesti pintaliimaukseen, pigmentointiin ja filmipäällystyk-seen soveltuva päällystyssauva.

10 Sauvapäällystimiä käytetään paperin, kartongin tai liikkuvan alustan päällystämiseksi halutulla päällystysaineella, joka päällystin käsittää liikkuvaa alustaa vasten nojaavan, koneleveyden yli ulottuvan pyörivän päällystyssauvan, joka on olennaisesti koko pituudeltaan tuettu kehtoon ja joka päällystyssauva on sovitettu levittämään ja tasoittamaan liikkuvan alustan kulkusuunnassa ennen päällystyssauvaa päällystyslaitteeseen 15 tuodun päällystysaineen liikkuvalle alustalle. Päällystyssauvat ovat usein materiaaliltaan terästä, jotka on pinnoitettu kromipinnalla käyttöiän pidentämiseksi. Erityisesti pintaliimauksessa käytetyn sauvan pinta on varustettu joko urituksella tai sitten sauvan päälle on kiedottu teräslankaa, joka muodostaa sauvan pinnalle uritusta vastaavan ratkaisun. Urituksen syvyydellä voidaan määrätä päällystettävälle alustalle tulevan liimafilmin . 20 paksuus pintaliimauksessa. Uritettujen sauvojen ongelmana on kuitenkin se, että ne kuluvat erittäin nopeasti, ja pigmentointi on osoittautunut epätaloudelliseksi näillä , sauvoilla, koska pigmentointiin käytettävä massan kuiva-ainepitoisuus on korkea ja se johtaa sauvojen liialliseen kulumiseen. Metalli- ja erityisesti terässauvat kuluvat pigmen-toitaessa hyvin voimakkaasti, jonka johdosta on ryhdytty etsimään metallia korvaavia

IM

ί.ί · 25 materiaaleja. Kasvatettaessa sauvan halkaisijaa saadaan lisää kulutuskestävyyttä, mutta metallisilla sauvoilla ongelmana on sauvan painon kasvaminen. Tästä aiheutuu käsittely- • · V." ja konstruktiivisia ongelmia ja materiaalikustannusten osuus kasvaa. Keraamista valmis- * · · · *.* ' tetut sauvat ovat huomattavasti kestävämpiä ja toisinaan myös kevyempiä, mutta myös 9 „ ': r ’ hyvin paljon kalliimpia ja niiden valmistaminen ja työstäminen riittävään pinnansileyteen 30 ja toleranssitarkkuuteen on ongelmallista. Sauvan karkea pinta edellyttää kiillotusta .':': ennen käyttöä, jolloin aiheutuu lisäksi huomattavia kustannuksia jälkikäsittely vaiheessa.

I * I « I I < 2 104103 FI-patenttijulkaisussa 93 885 on esitetty suurihalkaisijainen, uritettu ja edullisesti putkimainen päällystyssauva, jonka halkaisija on vähintään 18 mm ja joka on materiaaliltaan kromattua kuparia, terästä tai vastaavaa. Patenttijulkaisussa FI100 672 on kuvattu erityisesti päällystysmassojen annostelemiseksi paperia tai kartonkia oleville liikkuville 5 Tainoille tai telojen kumipäällysteille tarkoitettu kaavinsauva, joka muodostuu ainakin kaavin- tai annostuspinnan alueelta akryyliksi- tai hiilikuiduista tai lasi- tai hiilivahviste-tuista muovikuiduista tai kaavinsauva voi myös kokonaan olla akryylilasia. Sauvan sydän voi muodostua metallista, epoksihartsista ja hiilikuiduista, sintratusta materiaalista tai muovista, ja sauvan sydänosan päälle on levitetty lasipäällystekerros. Ongelmina 10 tällaisessa sauvassa ovat heikko kulumiskestävyys, matriisin kuluessa kuitu irtoaa pinnasta ja riittävän pinnanlaadun saavuttaminen on vaikeaa.

Keksinnön päämääränä on päällystyssauva, joka on rakenteeltaan kevyempi kuin tunnetun tekniikan mukaiset sauvat, jota on helppo työstää käyttökohteen mukaiseksi, 15 joka on edullinen valmistaa ja jolla on erinomainen kulutuksen ja korroosion kesto.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on myös aikaansaada ratkaisu, jolla vältetään tunnetun tekniikan tasoon liittyvät haitat ja jolla saadaan aikaan merkittävä parannus erityisesti pintaliimaukseen, pigmentointiin ja filmipäällystykseen soveltuvissa päällystys- - sauvoissa.

:' .' 20

Keksinnön mukaiselle päällystyssauvalle on tunnusomaista, mitä on esitetty patenttivaati- : muksissa.

• » • · • · · • · • · • · · V * On havaittu, että ylläesitettyihin päämääriin päästään käyttäen ratkaisua, jossa päällystys- 25 sauva käsittää komposiittirungon, jonka päälle on valmistettu kulutusta kestävä pinnoite.

« · ·.*.· Keksintöä havainnollistetaan yksityiskohtaisemmin eräiden keksinnön edullisten suoritus- • φ · • · · *·* * muotojen avulla oheisten piirustuksien kuvioihin viittaamalla.

« t " ‘: Kuvioluettelo

Kuvioi. Päällystyssauvan aksiaalileikkaus ja poikkileikkaus.

30 * * · 3 104103

Kuvio 2. Onton päällystyssauvan aksiaalileikkaus ja poikkileikkaus.

Kuvio 3. Uritetun päällystyssauvan aksiaalileikkaus ja poikkileikkaus.

5 Kuvio 4. Metallipintaisen päällystyssauvan aksiaalileikkaus ja poikkileikkaus.

Kuviossa 1 on esitetty aksiaalileikkauksena eräs keksinnön mukainen päällystyssauva 1 sekä sauvan rungon poikkileikkaus. Sauva käsittää umpinaisen kuitulujitetun muovikom-posiittirungon 11, jonka pinnalle 12 on valmistettu kestävä pinnoite elektrolyyttisesti, 10 autokatalyyttisesti tai termisesti ruiskuttamalla.

Kuviossa 2 on vastaavasti esitetty kuitulujitettu muovikomposiittipäällystyssauva 1, joka rakenteeltaan käsittää onton putken. Onton putkimaisen muovikomposiittirungon 11 päälle on valmistettu kestävä pinta 12 elektrolyyttisesti, autokatalyyttisesti tai termisesti 15 ruiskuttamalla.

Kuviossa 3 on esitetty päällystyssauva 1, jossa on kuitulujitettu muovikomposiittirunko 11, joka voi olla joko umpinainen tai ontto, ja jonka rungon 11 päälle on valmistettu , uritus 13 hiilikuitu-, lasikuitu- tai metallimuotonauhalla ja jossa nauhakierrokset on II" .1. ' 20 valinnaisesti lukittu toisiinsa muotoulokkeiden 14 avulla.

(

Kuviossa 4 on esitetty kuitulujitettu muovikomposiittirunkoinen päällystyssauva 1, joka : V: voi olla joko ontto tai umpinainen, ja jossa sileä metallinen pinta toteutetaan komposiitti- • B · rungon 11 päälle kierrettävällä ja liimattavalla metallinauhalla tai verkolla tai langalla 25 15.

• « • · · i · » • · · · · • · · *. ' Päällystyssauvan perusmateriaali eli sydän käsittää kuitulujitetun komposiittirungon, joka - *:"r valmistetaan sopivasti pultruusio-, ekstruusio- tai kuidunkelaustyyppistä (filament ; winding) menetelmää käyttäen. Sauva voi olla joko umpinainen tai ontto, onton sauvan 30 etuja ovat suurempi keveys, joustavuus ja edullisuus. Sopivia kuituja ovat lasikuidut, hiilikuidut, boorikuidut, aramidikuidut sekä synteettiset kuidut tai niiden yhdistelmät, 4 104103 edullisia kuituja ovat hiilikuidut ja lasikuidut tai näiden yhdistelmät siten, että tarvittava vääntölujuus saavutetaan. Matriisina komposiittimateriaalissa voidaan käyttää tavanomaisia kertamuoveja, epoksi-, vinyyliesteri- ja polyesterihartseja ja edullisimmin polyesteri-ja epoksihartseja. Komposiittirungon pintaan voidaan myös valmistaa uritus kiertämällä 5 rungon ympärillä hiilikuitu-, lasikuitu- tai metallilankaa tai -muotonauhaa, joka voidaan liimata tai epoksidoida perusrunkoon kiinni. Lankakierros voidaan myös lukita toiseen kierrokseen langan tai nauhan poikkipinnassa olevan muotoulokkeen avulla. Komposiittirungon pinnalle voidaan myös valinnaisesti valmistaa välikerros eli ankkurirakenne päällimmäisen pinnoitemateriaalin kiinnittymisen parantamiseksi erityisesti tapauksissa, 10 joissa päällimmäisen pinnoitemateriaalin kiinnitymisessä ilmenee ongelmia. Ankkurirakenne voi olla komposiitin pinnalla, osittain komposiittirakenteessa tai kokonaan komposiittirakenteen sisään upotettuna hyvin lähellä pintaa. Ankkurirakenne valmistetaan siten, että komposiitin pintaan tai sekaan istutetaan metallilankaa, metallilistaa, metalliverkkoa, metallifoliota, metallijauhetta, metallimuoviyhdistelmiä, muovikeraami-15 jauhetta tai komposiittisauvan päälle valmistetaan metalliholkki, joka mahdollistaa keraa-min kiinnittymisen komposiitin pintaan tai mikäli ankkurirakenne on pinnan alapuolella, pinnan alapuolelle. Metallia käsittävän välikerroksen päälle tai komposiittirungon päälle tai komposiittirungon pintaan valmistetun urituksen päälle valmistetaan kulutuskestävä pinta elektrolyyttisesti, autokatalyyttisesti, termisesti ruiskuttamalla tai fysikaalisen 20 kaasufaasipinnoituksen (PVD = Physical Vapour Deposition) avulla. Sopivia pinnoitus-materiaaleja ovat kovakromi, kemiallinen nikkeli, alumiinioksidi, kromioksidi, ti-taanidioksidi, zirkoniumoksidi tai näiden yhdistelmät, titaaninitridi, titaanikarbonitridi, • · V.· titaanialumiininitridi, molybdeenisulfidi, timantinkaltainen pinnoite, näiden yhdistelmät • « · ja monikerrospinnoitteet. Erityisesti termisesti ruiskutetun pinnoitteen valmistusta ja 25 kiinnipysymistä komposiittirungon päällä voidaan parantaa siten, että komposiittira- • · :.v kenteeseen valmistetaan ankkurirakenne. Keraamipäällyste voidaan valmistaa komposii- • · · • · · V * tin pintaan termisen ruiskutuksen avulla lämpötilassa, joka on alle 150 °C, jolloin komposiitin polymeerimatriisi ei oleellisesti sula tai muuten vaurioidu.

, ’ « i · · * | j 30 Keksinnön mukainen päällystyssauva on rakenteeltaan erittäin kevyt ja sitä on helppo « : käsitellä. Päällystyssauvalla on hyvä profiloitavuus, perustangon pituussuuntaista 5 104103 modulia voidaan säätää lujitekuitujen orientaatiolla ja määrällä, ja samoin pystytään säätelemään perustangon lämpölaajenemiskerrointa. Keksinnön mukainen sauva on myös hinnaltaan edullinen, sen kulutus- ja korroosionkestävyys on hyvä ja valmistukseen tarvittavia materiaaleja on hyvin saatavilla. Korkealla mitta- ja tasapainotarkkuudella 5 voidaan valmistaa sauvoja, joilla on erilaisia halkaisijoita.

• · • · 1 • 1 • « • · « • · · • ·

IM

• I

• · · • · I « · • « · • · • · · • · · • · · * 9 «Il • « · • · · ·

• I

Claims (10)

104103

1. Paperin tai kartongin päällystyksessä käytettävä päällystyssauva, tunnettu siitä, että sauva käsittää kuitulujitetun komposiittirungon, jonka pinnalle on valmistettu elektrolyyt- 5 tisesti, autokatalyyttisesti, termisesti ruiskuttamalla tai fysikaalisella kaasufaasipinnoi-tuksella kulutusta kestävä pinta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen päällystyssauva, tunnettu siitä, että sauva käsittää komposiittirungon, rungon päälle valmistetun välikerroksen eli ankkurirakenteen ja 10 välikerroksen päälle elektrolyyttisesti, autokatalyyttisesti, termisesti ruiskuttamalla tai fysikaalisen kaasupinnoituksen avulla valmistetun kulutusta kestävän pinnoitteen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen päällystyssauva, tunnettu siitä, että kuitulujitettu komposiittirunko käsittää kertamuoveja, edullisesti epoksi-, vinyyliesteri- tai 15 polyesterihartseja.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen päällystyssauva, tunnettu siitä, että kulutusta kestävä pinnoite käsittää kovakromia, nikkeliä, alumiinioksidia, kromioksidia, . zirkoniumoksidia, titaanidioksidia, edellisten yhdistelmiä, titaaninitridiä, titaanikarbonit- «III 20 ridiä, titaanialumiininitridiä, molybdeenisulfidia, timantinkaltaista pinnoitetta, edellisten • · . ·: · yhdistelmiä ja monikerrospinnoitteita. • « • · · • ·* • · • ·

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen päällystyssauva, tunnettu siitä, että «M V ’ välikerros käsittää metallilankaa, metallilistaa, metalliverkkoa, metallifoliota, metalli- 25 jauhetta, metallimuoviyhdistelmää, muovikeraamijauhetta tai metalliholkin.

» · • « · • · · • · • · • · · *·* ' 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen päällystyssauva, tunnettu siitä, että '•rr' komposiittirungon pinnassa on uritus, joka on valmistettu kiertämällä komposiittirungon pinnalle lankaa tai -muotonauhaa ja edullisesti nauha on lukittu toiseen nauhaan muo-30 toulokkeen avulla. i < I · ( I I < 104103

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen päällystyssauvan käyttö paperin tai kartongin pintaliimaukseen, pigmentointiin, ja filmipäällystykseen. *

8. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen päällystyssauvan valmistamiseksi, 5 tunnettu siitä, että valmistetaan sauvarunko kuitulujitetusta komposiitista pultruusio-, ekstruusio- tai filament winding -menetelmällä ja sauvarungon ulkopinnalle valmistetaan kulutusta kestävä pinnoite elektrolyyttisesti, autokatalyyttisesti, termisesti ruiskuttamalla tai fysikaalisella kaasufaasipinnoituksella. 10

9, Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sauvarungon päälle valmistetaan välikerros, jonka päälle valmistetaan kulutusta kestävä pinnoite.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sauvarungon päälle valmistetaan uritus kiertämällä rungon ympärille lankaa tai muotonauhaa ja sen päälle 15 valmistetaan kulutusta kestävä pinnoite. i « · · • « I • « f « · « · · • · • > · • • I I • · · • ·· • * • · • · · • · · • · • ·· • · · « · · • » • · • · · • · ' · · · • · · • · · * fr': 104103