JP2007505229A - クレープ加工ブレード - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図3
Description
−ブレードは、ドライヤ表面に紙ウェブを張り付ける付着力に打ち勝たなければならない。この付着現象は、(ウェブを乾燥させるために)噴霧ブームによってドライヤに塗布した化学的コーティングによって促進される。
−ブレードは、ウェブに所望のクレープ構造を創り出し、薄葉紙に適切なかさ高性、柔らかさおよび機械的強さを与えなければならない。この局面では、ブレード先端の幾何学的形態が重要である。所与のクレープ加工状況における直角刃先ブレード(90度)は、同じクレープ加工状況において、例えば75度の鋭い刃先を有するブレードの場合とは異なった薄葉紙を創り出すことになる。前者の状況では、後者の場合よりも高いかさ高性でよりきめの粗いクレープ構造を与える。
−ブレードは、可能な限り長い期間にわたって薄葉紙パラメータをできる限り一定に保たなければならない。換言すれば、ブレード先端の摩耗およびウェブ上のコーティング化学物質層との相互作用が重要なファクタとなる。
−ブレードは、ドライヤ表面とできる限り相性が良くなければならない。このことは、
いかなる摩耗もドライヤ表面ではなくてブレードに主として、または、もっぱら生じ なければならないことを意味する。ドライヤの表面は、鋳鉄(シリンダの大部分と同じ材料、すなわち、いかなる表面付着物もないシリンダ)か、または、たとえば、溶射によって得られた金属化のいずれかであり得る。一例として、国際公開公報97/22729が、ヤンキー・ドライヤをコーティングする方法を記載している。
−ドライヤ表面の摩耗率が潜在的に高くなるし、薄葉紙製造機内で振動が生じ、それがクレープ加工ブレードに伝わった場合にはびびりマークによる損傷が潜在的に高い。
−金属炭化物は、炭化物を埋め込んだ金属マトリクスにより構成される。このような状況では、滑り接触の際に生じる高温において、ブレード、ドライヤ表面間の微細溶着事象を促進させる可能性がある。これは、ドライヤからブレードへの材料の転移の原因となり、高価なドライヤ・シリンダの表面またはその高価な金属化表面の早期摩耗または早期損傷を招くことになる可能性がある。
−金属炭化物の別の限界は、その高い熱伝導率に原因する。摩擦摩耗は、大量の熱を発生させ、これが既に高温のホット・ドライヤ表面の温度に加わる。金属または金属炭化物の刃先コーティングを行った鋼製クレープ加工ブレードまたは鋼製基材で作ったクレープ加工ブレードは、先端から約10mmのところで青色となることがある。これは300℃を超える温度のためと考えられる。長いブレード(幅広機械)では、鋼がかなり膨張して、ブレードにウェービングを生じさせ、ブレード・ホルダを不安定にし、特にこのような高温のブレードを取り外すときにそれを困難にし、おそらくはヤンキー・ドラムに損害を与える。これがいわゆるホット・ウェービング現象である。
図1は、ドライヤ・シリンダの表面と、従来技術による新しく据え付けたクレープ加工ブレード(鋼製ブレード)の作業刃先との係合領域を示している。
図2は、或る作業時間後の、ドライヤの表面と、従来技術による摩耗したクレープ加工ブレード(鋼製ブレード)の作業刃先との係合領域を示している。
図3は、ドライヤの表面と、本発明による新しく据え付けたクレープ加工ブレードの作業刃先との係合領域を示している。
図4は、従来技術によるブレードについての図2の場合と同様の作業時間後の、ドライヤの表面と、本発明によるクレープ加工ブレードの作業刃先との係合領域を示している。
図5〜7は、ブレード滑り斜角についてのEDXスペクトルを示しており、これについては以下の実施例1で述べる。
図8は、マクロ切粉事象のSEM図であり、これについては下記の実施例1で言及する。
図9、10は、クレープ加工ブレードの作業刃先のSEM図であり、これについては下記の実施例2において言及する。
図11は、3種類のブレードについて得た柔らかさを表すグラフであり、これについては下記の実施例3において言及する。
図12、13は、従来技術ブレードについての2つの異なった稼働時間後の摩耗パターンを示しているSEM図である。
図14は、本発明によるクレープ加工ブレードについての摩耗パターンを示しているSEM図である。
−0.635〜1.250mmの厚さ、50〜150mm、好ましくは75〜120mの幅を有する鋼製基体。
−0度(プレ斜角(prebevel)なし)〜10度、好ましくは4〜8度の角度を持つ鋼製基体のプレ斜角。
−たとえば、大気圧プラズマ溶射(APS)によって10〜50ミクロンの厚さにNi−Cr(80/20)の溶射を行うことで適切に塗布したボンドコート。
−ブレードの作業刃先でのセラミック最上層。このセラミックは、ブレードの前部で150〜300ミクロン、好ましくは200〜300ミクロンの厚さを有する、たとえば、APSによって適切に塗布した溶射クロミア・チタニア組成物である。
−意図した用途に従って約−15度(75度ブレード)〜約+15度(105度ブレード)の所望の前部斜角までブレードに行う最終研磨。
−0mm(面取り部なし)〜0.5mmの長さを有し、3〜15度、好ましくは6〜12度の、滑り斜角より低い斜角を有する、ブレード先端でドライヤに面する表面における面取り斜角。
薄葉紙工場において、3種類のクレープ加工ブレードで試験を実施した。Aというラベルを付けた第1のタイプは、本発明によるブレードであり、15%のチタニア含量を有するクロミア・チタニアのセラミックトップコーティングを持っていた。Bというラベルを付けた第2のタイプは、セラミック・コーティングのためのアルミナ・ベースの材料を有する従来技術によるセラミック先端付きブレードであった。Cというラベルを第3のタイプは、従来技術による金属炭化物ブレードであった。
−100%再生繊維から作った紙ウェブ。
−産業タオル・タイプの薄葉紙。
−湿潤強度で19、22、28g/m2の坪量。
−1050メートル/分のヤンキー速度。
−15%のクレープ率。
−Metso Curemate-78、HVOF WC-Co-Crコーティングからなるヤンキー表面。
−3.5〜4%のウェブ湿度。
−1.2×100×2980mm(厚さ×幅×長さ)のクレープ加工ブレード寸法。
−85度(直角刃先から−5度)のブレード斜角。
−2.5バール(読み取りスケールで280kgf/m)のブレード負荷。
−37ml/分または2.3mg/m2のCyltac (Key Chemicals) 133を含むベース接着組成物。
−16ml/分または4.6mg/m2のCylube (Key Chemicals) 112を含む剥離組成物。
−17ml/分または1.8mg/m2のCyltac 420 (Key Chemicals) (DiAmmoniumPhosphate)を含むモディファイア組成物。
現在アルミナ・ベースのクレープ加工ブレードを使用している別の薄葉紙製造機械で、本発明による10個のブレードについて試験を実施した。クレープ加工プロセスについての稼働条件は次の通りであった。
−100%脱インク繊維(再生)から作った紙ウェブ。
−トイレットペーパー薄葉紙タイプ。
−16g/m2の坪量。
−770メートル/分のヤンキー速度。
−鋳鉄からなるヤンキー表面。
−560メートル/分のリール速度(クレープ率27%)。
−3%のウェブ湿度。
−1.2×120×3420mm(厚さ×幅×長さ)のクレープ加工ブレード寸法。
−85度(直角刃先から−5度)のブレード斜角。
−2.5kN/mのブレード負荷。
−60mmのスティック・アウト
現在アルミナ・ベースのセラミック先端付きのクレープ加工ブレードを使用しているさらにまた別の薄葉紙製造機械で、最新式のブレードと本発明によるブレードとの比較試験を行った。
クレープ加工プロセスについての稼働条件は次の通りであった。
−100%バージン繊維から作った紙ウェブ。
−柔らかいトイレットペーパー薄葉紙タイプ。
−21g/m2の坪量。
−1100メートル/分のヤンキー速度。
−鋳鉄を含むヤンキー表面。
−1.2×120×2790mm(厚さ×幅×長さ)のクレープ加工ブレード寸法、
−75度(直角刃先から−15度)のブレード斜角。
上の実施例2の薄葉紙機械において、検査を実施した(上記実施例2で概説したと同じ稼働条件下)。それにより、摩耗したブレードの摩耗パターンを点検した。従来技術によるアルミナ・ジルコニア・セラミック先端付きのブレードと本発明によるクロミア・チタニア・セラミック先端付きのブレードとを比較した。摩耗したブレードの点検は、走査電子顕微鏡観察(SEM)で行った。
図13は、図12と同様の図を示しているが、ここでは、131時間の稼働時間後である。
図14は、図12、13と同様の図を示しているが、これは本発明によるブレードの図である。図14に示すブレードは、15質量%チタニアを有するクロミアのセラミック・コーティングを有する。図14に示す摩耗パターンは、116時間の稼働時間後に生じたものである。
クレープ加工のためのブレードを説明してきた。本発明によるブレードは、ブレードの作業刃先を覆うと共に、クレープ加工中にウェブが衝突する表面を覆っているセラミック最上層を有する。セラミック最上層は、クロミア・チタニアからなるセラミック組成物である。好ましくは、最上層のセラミック組成物は、チタニア含量が5質量%〜25質量%、最も好ましくは、10%〜15%のチタニアを含むクロミア・チタニアを含む。
Claims (15)
- 表面と接触するようになっている作業刃先と、クレープ加工中にウェブが衝突するウェブ衝突領域の両方を形成する溶射セラミック最上層で覆った鋼製基体を含み、該セラミック最上層のセラミック組成物が、クロミア(Cr2O3)とチタニア(TiO2)の両方を含み、チタニアの含量が25質量%までである、紙ウェブを表面からクレープ加工するためのブレード。
- セラミック最上層の組成におけるチタニア含量が5〜25質量%である、請求項1に記載のブレード。
- セラミック最上層が、5%〜15質量%の範囲、好ましくは10%〜15%の範囲にあるチタニア含量を有する、請求項1または2に記載のブレード。
- ブレードの刃先部分でのセラミック最上層の厚さが150〜300ミクロン、好ましくは200〜300ミクロンの範囲にある、請求項1〜3のいずれか1項に記載のブレード。
- さらに、鋼製基体とセラミック最上層との間にボンドコートと含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のブレード。
- ボンドコートがNi−Crを含む、請求項5に記載のブレード。
- ボンドコートが10〜50μmの厚さを有する、請求項5または6に記載のブレード。
- 鋼製基体が、10度までの角度を有するプレ斜角を有し、ここにセラミック最上層が溶着する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のブレード。
- プレ斜角が4〜8度の角度を有する、請求項8に記載のブレード。
- 鋼製基体が0.635〜1.250mmの範囲の厚さを有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載のブレード。
- 鋼製基体が50〜150mmの範囲、好ましくは75〜120mmの範囲の幅を有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載のブレード。
- セラミック最上層が単相セラミック材料である、請求項1〜11のいずれか1項に記載のブレード。
- 溶射によって鋼製基体上にセラミック最上層を塗布し、その結果このセラミック最上層が、表面と接触するようになっている作業刃先と、クレープ加工中にウェブが衝突するウェブ衝突領域の両方を形成する工程を含み、セラミック最上層がクロミアおよびチタニアを含むように作ってあり、チタニアの含量が25質量%までである、紙ウェブを表面からクレープ加工するためのブレードを製造する方法。
- さらに、鋼製基体にボンドコートを塗布してからセラミック最上層を塗布する工程を含む、請求項13に記載の方法。
- 単相トップコーティングを得るようにセラミック最上層を単相粒子を含む溶射粉末から溶射によって塗布する、請求項13または14に記載の方法。
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