JP3457679B2 - クレープ加工ブレード - Google Patents

クレープ加工ブレード

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JP3457679B2 JP53879897A JP53879897A JP3457679B2 JP 3457679 B2 JP3457679 B2 JP 3457679B2 JP 53879897 A JP53879897 A JP 53879897A JP 53879897 A JP53879897 A JP 53879897A JP 3457679 B2 JP3457679 B2 JP 3457679B2
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    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
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  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、移動している紙ウェブを剛性のドライヤ・
シリンダから分離して多孔性の紙製品、いわゆるティッ
シュを形成するためのクレープ加工ブレード（creping
blade）に関する。
発明の背景 スクレーパまたはドクター・ブレードは種々の目的の
ために製紙産業界で広く使用されているが、たいていの
場合、それらの機能は回転しているロールの表面から材
料または残渣をふき取るか掻き取ることにある。ブレー
ドの特殊な用途としては、ティッシュ製造のためのクレ
ープ加工ブレードとして使用することがある。このよう
なブレードは、紙ウェブを剛性ドライヤ・シリンダ（通
常、鋳鉄シリンダ）からその表面をこすって引き離すこ
とを目的としている。同時に、ブレードの頂面または刃
先面が紙に圧縮作用を加え、それによって、ティッシュ
製品の典型的な縮み構造を創り出している。
クレープ加工ブレードは広範囲にわたって摩耗を受け
るので、その寿命を延ばすための種々の技術が使用され
ている。たとえば、シリンダに係合しているブレード部
分へ耐摩耗性材料を添加するとかを行っている。ブレー
ドの頂面または刃先面の補強材の一例として、セラミッ
ク表面硬化物が、ブレードの摩耗を減らすための実際的
な解決策として現在使用されている。このようなセラミ
ックのコーティングは、通常、焼き入れ焼戻し炭素鋼か
ら作ったブレードに塗布される。これは、たとえばプラ
ズマ溶射のような溶射によって塗布され得る。
ドクター・ブレードまたはスクレーパ上にこのような
耐摩耗性コーティングを施す技術の例としては、英国特
許第978,988号、同第1,289,609号、同第2,130,924号に
見出される技術がある。これらの従来技術はすべて、回
転しているシリンダの表面に係合しているブレード部分
に耐摩耗性コーティングを施すことに向けられたもので
ある。
発明の概要 本発明は、クレープ加工ブレードの設計に関するまっ
たく異なる概念に基づいたものであり、この概念によれ
ば、ほぼ一定のティッシュ品質を維持しながらブレード
をより長い時間にわたって使用することができる。
したがって、本発明の一目的は、実質的に延長された
寿命を有し、しかも高いティッシュ品質を得ることので
きる新しいクレープ加工ブレードを提供することにあ
る。本発明の別の目的は、移動している紙ウェブにあた
るブレード部位に耐摩耗性コーティングを備えるクレー
プ加工ブレードを提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、移動しているシリンダに
係合するブレード部分を実質的にこのような耐摩耗性コ
ーティングで覆わない状態に残し、この未被覆部分に或
る程度の量の摩耗を与えることにある。
本発明のまた別の目的は、ブレード摩耗にもかかわら
ず、シリンダに対するブレードのほぼ一定の係合単位圧
力を維持できるように設計したクレープ加工ブレードを
提供することにある。
これらの目的ならびに以下の説明から明らかとなるで
あろう他の目的のために、本発明は、移動している紙ウ
ェブをドライヤ・シリンダから分離するためのクレープ
加工ブレードであって、前記シリンダと係合する刃先部
あるいは先端部を有し、シリンダからの分離中に移動ウ
ェブに絶えずあたっているクレープ加工ブレードを提供
する。本発明による改良では、前記刃先部または先端部
がウェブとあたるその第１部分は耐摩耗性コーティング
を備えているが、前記刃先部または先端部の、シリンダ
に係合している他の部分は被覆されてないか、または非
耐摩耗性材料で被覆されていて、この他の部分が滑り摩
耗を受けやすくなっていることを特徴とする。
本発明の好ましい具体例において、クレープ加工ブレ
ードは少なくとも約0.5mmの厚みを有する。ブレードの
厚みの上限は、特に臨界的ではないが、通常２〜3mmを
超えない。特に実際的な範囲は、約0.8mmから約1.2mmま
でである。
分離中に移動している紙ウェブにあたるブレード部分
の摩耗を減らすのに使用する耐摩耗性コーティングは、
好適にはセラミック材料からなることができるが、また
他の耐摩耗性材料、たとえば金属材料あるいは複合材料
も使用し得る。特に好ましいのは、溶射、たとえばプラ
ズマ溶射によってか、あるいはPVD（物理蒸着法）また
はCVD（化学蒸着法）によって施したセラミック材料を
使用することである。
耐摩耗性コーティングは、好ましくは溶射された材料
からなり、金属酸化物、珪酸塩、炭化物、硼化物、窒化
物およびそれの混合物から適当に選ばれる。
特に好ましいセラミック材料としては、アルミナ、ク
ロミア（chromia）、ジルコニア、炭化タングステン、
炭化クロム、炭化ジルコニウム、炭化タンタル、炭化チ
タンおよび硼化物がある。
本発明に従って施された耐摩耗性コーティングは、好
ましくは約１〜100ミクロンの範囲内の厚さを有する。
しかしながら、このコーティングはその上限を超えた厚
さでもよい。
本発明によるクレープ加工ブレードにおいて使用され
る材料は、好ましくは金属ストリップの形をした金属、
重合材料または複合材料であり、特に好ましいのは、こ
のような金属ストリップが熱間圧延鋼または冷間圧延鋼
からなることである。ブレード用材料として焼き入れ焼
き戻し炭素鋼を使用すると適切である。
本発明の別の好ましい具体例においては、クレープ加
工ブレードは、頂面または刃先面、シリンダに対面する
側面；前記シリンダに係合している前記表面間の接合部
および前記接合部に沿って延びており、接合部分上に幅
が狭い摩耗ランド部を形成する、前記側面に設けたくぼ
みを有するほぼ平らなストリップからなり、前記ランド
部が移動しているシリンダ表面に係合しやすくなってい
る。
このような具体例において、ブレードの作動サイクル
を通じてシリンダ表面に係合する摩耗ランド部表面がほ
ぼ一定に留まるように前記くぼみを設計すると好まし
い。
さらに、このような具体例に関連して、摩耗ランド部
と反対側のブレード表面は、耐摩耗性コーティングを備
え、ブレードの前記頂面あるいは刃先面を広げるように
なっている。これは、摩耗深さを増大させ、しかもクレ
ープ加工効率および一定のティッシュ品質を維持するこ
とになる。
前記くぼみは非耐摩耗性材料で満たしてもよい。別の
態様として、前記他の部分が未被覆であってもよい。
以下、添付図面を参照しながら本発明をさらに詳しく
説明する。添付図面において： 図１は、移動しているシリンダ表面に対するブレード
の係合部位に隣接した領域を示す概略側断面図である。
図２および図３は、ブレードの寿命を通じてのブレー
ドの滑り摩耗を示している。
図４は、動作中に生じるブレード先端の浸食を示す概
略側面図である。
図５は、耐摩耗性コーティングを備えたブレードの刃
先部を示す側面図である。
図６は、シリンダに係合しているブレード先端が若干
摩耗した後の対応する側断面図である。
図７は、修正された摩耗部のデザインを備えたブレー
ドの具体例を示す概略断面図である。
図８は、同じ原理に基づいたブレード先端のデザイン
の別の具体例を示す図である。
図１は、移動しているシリンダ１の表面とクレープ加
工ブレード５の刃先部または先端部との間の係合領域を
示している。シリンダ１は、矢印ａ）の方向に移動し、
紙ウェブ３をブレード５の刃先面11まで移送する。図１
において、ブレード５は頂面11とシリンダに対面する側
面13を結ぶ刃先９のところでシリンダ１の表面に係合す
る。紙ウェブ３がブレード５の表面11にあたったとき、
この紙ウェブがシリンダから引き離され、紙に加わる圧
縮作用によって、紙ティッシュ製品７の典型的な縮み構
造が創り出されることになる。
ティッシュ製品の製造では、２種類の摩耗がブレード
５の刃先部に生じる。まず、滑り摩耗が、ブレード５
の、移動しているシリンダ表面との係合点で生じる。第
２に、紙ウェブ３と絶えずあたっているブレード５の頂
面または刃先面11が、図４に概略的に示すように、広範
囲にわたる摩耗または浸食を受けることになる。
図２および３は、第１タイプの摩耗、すなわち、移動
しているシリンダ表面に対する滑り摩耗に係わる状況を
示している。図２は、ブレード５によってシリンダ表面
へ加えられる特定圧力（specific pressure）を対数尺
度に関する時間の関数として示しており、図３に示すよ
うに摩耗の進行につれて、ブレードの一定線形荷重で特
定圧力は減少する。作業開始時点で加えられる特定圧力
は非常に高いが、時間と共に接触面積が増加するために
減少する。点ｃ）のところで、シリンダに対する特定圧
力は、ウェブの適切な分離を確保するには不充分とな
り、ブレードの交換が必要である。
第２の摩耗、すなわち、ブレード15の刃先面または頂
面11にあたっているときのウェブの摩擦作用によれば、
ウェブは図４に示すようにブレードの局部的な摩耗を生
じさせる。一定の縮み構造を得るためには、ブレード５
がウェブ３と接触している領域の幾何学的形態が非常に
重要である。したがって、ブレードにあたっているウェ
ブの摩擦作用は、適切な手段が採られなければ、縮み特
性の変化の原因となる。
本発明による解決策を図５〜８に示した具体例で説明
する。この問題解決策は、シリンダに係合しているブレ
ード部分が耐摩耗性コーティングを備えていないか、あ
るいは非耐摩耗性コーティングを備えており、移動して
いる紙ウェブの分離時にこのウェブと接触するブレード
刃先部を耐摩耗性コーティングで被覆するというブレー
ド設計を行ったことにある。図５の具体例においては、
このような耐摩耗性コーティング19（たとえば、セラミ
ック・コーティング）がブレード５の頂面または刃先面
11に設けてあるのに対し、シリンダに対面するブレード
の側面13は被覆せずにそのままとしている。したがっ
て、動作中、シリンダ１に係合する表面13の最外方部分
は、図６にランド部７の摩耗部分によって示すように、
摩耗を受けることになる。このようにして、シリンダ１
との係合点でのブレードの意図的な摩耗によって、図４
に示すように紙ウェブ３がブレードにあたる摩擦作用点
あるいは浸食点が摩耗の進行につれて右に移動し、その
結果、所与の縮み特性を全作業中で維持することができ
るのである。
図７は、ブレード先端の設計に関する別の具体例を示
している。本具体例において、シリンダに対面している
表面13は、ブレードに沿って延びていて幅の狭い摩耗ラ
ンド部または摩耗面17を形成するくぼみを備えている。
この摩耗ランド部17が、作業中、移動しているシリンダ
表面と係合することになる。図７からわかるように、本
具体例においては、シリンダに常に係合する表面17がく
ぼみ15の底部に達するまで摩耗期間を通じて形成され、
ブレードの一定線形荷重で特定係合圧力が維持されるこ
とになる。
移動している紙ウェブ３との係合面を大きくするため
に、ブレードの頂面または刃先面に耐摩耗性コーティン
グを施すばかりでなく、ブレード５の、摩耗ランド部17
およびくぼみ15の最内方部分の反対側の側面にも耐摩耗
性コーティング21が設けられる。
図８は、図７と同じ原理に従って作動する具体例を示
しているが、くぼみ15の形状が変更されている。さら
に、図７に示す具体例におけるように外部耐摩耗性コー
ティング21を使用することなく、ブレード厚さを大きく
することによってブレードの長寿命を可能としている。
実施例 １ 1.2mmの厚さを有し、耐摩耗性コーティングのない鋼
製ブレードをクレープ加工機で使用した。このブレード
は、図５に示す形態を有するが、セラミック・コーティ
ングを備えていない。このブレードを約26時間使用した
後、摩耗の観点から分析した。摩耗ランド部７は、図６
に示すような形を持ち、幅は約1mmであった。しかしな
がら、ブレード刃先の当初の10゜傾斜負角が浸食によっ
て変化し、縮み構造が変わっていた。
実施例 ２ ２回目の試験では、同じブレードを使用したが、この
場合、ブレードには約50μｍの厚みを有する図５および
６に示すようなセラミック・コーティングを設けた。ク
レープ加工を26時間行った後、ブレードを分析した。摩
耗ランド部７が同じ程度の大きさ、約1mmであったが、
移動している紙ウェブ３と係合する表面11上の耐摩耗性
コーティングの存在により、衝突部位での幾何学形状寸
法に変化は見られず、一定縮み構造を持つティッシュ製
品が製造された。
上述した限定するつもりのない実施例によって説明し
た発明概念により、全動作サイクルを通じて一定の構
造、特性を持つティッシュ製品を製造することが可能と
なる。これは、シリンダ表面に対する滑り摩耗が許され
るブレード設計を使用することによって可能となり、そ
れによって、ブレード５の刃先面と移動している紙ウェ
ブ３の間に移動接触部位を創り出すことができるのであ
る。ブレードに施した耐摩耗性層は摺動動作を妨げない
厚さとする。さらに、比較的厚いブレード、少なくとも
先端部分のところでたとえば1mm以上の厚さのブレード
を使用してかなりの程度の滑り摩耗を可能とすると好ま
しい。
ここで、本発明が、ブレード形態、ブレード材料、ブ
レード・タイプおよび耐摩耗性コーティングの特性に関
して説明した具体例に限定されるものではないことを了
解することが重要である。設計、材料その他についての
種々の変更態様が当業者には明らかであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平２−53998（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−560（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−28405（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D21G 3/00 - 3/04 D21H 27/00 B31F 1/14

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ドライヤ・シリンダから移動している紙ウ
    ェブを分離するためのクレープ加工ブレードであって、
    該ブレードが該移動している紙ウェブを分離する第１部
    分と、シンリダに係合する第２部分とを備える、刃先部
    または先端部を有し、前記刃先部または先端部の第１部
    分に耐摩耗性コーティングを備え、そして、前記刃先部
    または先端部の第２部分がコーティングなしか、または
    非耐摩耗性コーティングで被覆されていて、シリンダと
    係合するとき前記第２の部分が滑り摩耗しやすくなって
    いるクレープ加工ブレードにおいて、シリンダに対面す
    る側面と、前記ブレードに沿って伸びていて、係合する
    とき移動しているシリンダ表面に適合するために前記刃
    先部または先端部の第１部分に隣接する幅の狭い摩耗ラ
    ンド部を形成する、前記側面にあるくぼみとを含むこと
    を特徴とする前記クレープ加工ブレード。
  2. 【請求項２】ブレードが少なくとも0.5mmの厚みを有す
    る請求項１記載のクレープ加工ブレード。
  3. 【請求項３】耐摩耗性コーティングが、セラミックもし
    くは金属材料またはそれらの混合物からなる請求項１ま
    たは２記載のクレープ加工ブレード。
  4. 【請求項４】耐摩耗性コーティングが溶射された材料か
    らなる請求項３記載のクレープ加工ブレード。
  5. 【請求項５】耐摩耗性コーティングがPVDまたはCVDによ
    って施された材料からなる請求項３記載のクレープ加工
    ブレード。
  6. 【請求項６】セラミック材料が、金属酸化物、シリサイ
    ド、炭化物、硼化物、窒化物およびそれらの混合物から
    選ばれる請求項３記載のクレープ加工ブレード。
  7. 【請求項７】セラミック材料が、アルミナ、クロミア、
    ジルコニア、炭化タングステン、炭化クロム、炭化ジル
    コニウム、炭化タンタル、炭化チタンおよび硼化物から
    選ばれる請求項６記載のクレープ加工ブレード。
  8. 【請求項８】刃先の第１部分が被覆端面を備え、該被覆
    端面が、45゜から120゜の範囲内で刃先の第２部分に対
    して角をなしている請求項１記載のクレープ加工ブレー
    ド。
  9. 【請求項９】耐摩耗性コーティングが１〜100μｍの範
    囲内の厚さを有する請求項１記載のクレープ加工ブレー
    ド。
  10. 【請求項１０】金属のストリップ、重合材料、または複
    合材料からなる請求項１記載のクレープ加工ブレード。
  11. 【請求項１１】金属のストリップからなり、該金属スト
    リップが、熱間圧延鋼または冷間圧延鋼からなる請求項
    10記載のクレープ加工ブレード。
  12. 【請求項１２】くぼみは、シリンダ表面に係合する摩耗
    ランド部表面がブレードの全作動サイクルを通じてほぼ
    一定に留まるように設計された請求項１記載のクレープ
    加工ブレード。
  13. 【請求項１３】摩耗ランド部と反対側のブレード側面が
    耐摩耗性コーティングを備えていて、刃先部または先端
    部を広げており、クレープ加工効率を維持しながら摩耗
    深さを増大している請求項１記載のクレープ加工ブレー
    ド。
  14. 【請求項１４】くぼみが、非耐摩耗性材料で充填されて
    いる請求項１記載のクレープ加工ブレード。
  15. 【請求項１５】刃先部または先端部の第２部分がコーテ
    ィングされていない請求項１記載のクレープ加工ブレー
    ド。
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