JP4041083B2 - 抄紙機用プレスロール、その製造方法、湿紙に対するプレス方法および抄紙機用プレスロールの表面研磨方法 - Google Patents
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Description
図1、図2および図3を参照して、プラトー構造表面の特性評価パラメータを説明する。なお、Mr1、Mr2、Rpk、RvkおよびRkはJIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定されており、VoおよびKについてはJIS B0671(ISO13565)に規定はされていないが、これらに関連して一般に用いられている民間規格である。
負荷曲線上でtp値の方向に40%の幅をとり、この間のデータより算出する最小二乗直線の傾斜が最小となる位置を探し、その直線(等価直線)と、tp=0%の限界線との交点aを求める。
負荷曲線上でtp値の方向に40%の幅をとり、この間のデータより算出する最小二乗直線の傾斜が最小となる位置を探し、その直線(等価直線)と、tp=100%の限界線との交点bを求める。
0%限界値と辺acと負荷曲線とで囲まれる部分の面積と等しい、この辺acを一辺とする直角三角形をなすようなtp=0%の限界線上の高さをRpkとする。これは、初期摩耗高さを表している。
100%限界値と辺bdと負荷曲線とで囲まれる部分の面積と等しい、この辺bdを一辺とする直角三角形をなすような100%限界線上の高さをRvkとする。これは、油溜りの谷深さを表している。
上記で求めたc、d間の高さの差をRkとする。これは、面が長期間の摩耗で使用できなくなるまでに摩耗する高さを表している。
1cm2 の面積の表面あたりの、油溜り深さの中に留まる油の容積を表している。
上式で、Mr2の単位は%、Rvkの単位はμmである。
油溜りの深さの有効負荷粗さに対する比を表し、この値が大きい程潤滑性は良好である。』
上記のとおり、JIS B0671−2(ISO13565−2)は潤滑性を評価するために策定された規格である。この規格は、主としてエンジンのシリンダ内面における摺動性および油溜り量を評価する場合などに用いられているものである。ところが、セラミックス溶射膜を備えたプレスロールに対してもこの規格を用いることにより、紙への平滑性付与効果、ドクターブレードの摩耗性および湿紙の紙離れ性を適切に評価することができる。
この発明に従った抄紙機用プレスロールは、コアロールと、このコアロールの外周に形成されたセラミックス溶射膜とを備え、セラミックス溶射膜は、プラトー構造表面の特性評価パラメータであるRkおよびVoの値が、以下の範囲となることを特徴とする。
Vo≧0.030mm3/cm2
(但し、Vo=(100−Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2))
ここで、Rk、Mr2およびRvkは、JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するコア部のレベル差Rk、コア部の負荷長さ率Mr2および突出谷部深さRvkである。
Vo≧0.034mm3/cm2
請求項3に係る発明
好ましくは、JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するプラトー構造表面の特性評価パラメータにおける突出山部高さRpkの値が、次の範囲を満たすようにする。
Rpkはセラミックス溶射膜における突出山部の高さに関係するので、Rkと同様に、平滑性付与効果およびドクターブレードの摩耗性に影響を与える因子である。抄紙機用プレスロールとして良好な平滑性付与効果を発揮し、かつドクターブレードの摩耗を小さくするには、Rpkの値を1.5μm以下とするのが望ましい。より好ましくは、Rpkの値を1.0μm以下とし、さらに好ましくはRpkの値を0.7μm以下とする。Rpkの値の下限値は特に限定されないが、0μm以上とするのが適当である。
好ましくは、JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するプラトー構造表面の特性評価パラメータにおける突出谷部深さRvkの値が、次の範囲を満たすようにする。
Rvkはセラミックス溶射膜における突出谷部の深さに関係するので、Voと同様に、紙離れ性に影響を与える因子である。セラミックス溶射膜表面における保水性または空気捕捉性を高めて抄紙機用プレスロールとして適したものとするには、Rvkを3.0μm以上とするのが望ましい。より好ましくは、Rvkの値を4.0μm以上とし、さらに好ましくはRvkの値を5.0μm以上とする。Rvkの値の上限は特に限定されないが、100μm以下とするのが適当である。
この発明に従った抄紙機用プレスロールの製造方法は、コアロール上にセラミックス粉末を溶射してセラミックス溶射膜を形成するものであって、次のことを特徴とする。溶射材料として用意するセラミックス粉末は、粒子径が55μm未満の微細粒子と、粒子径が55μm以上149μm未満の粗大粒子とを含む。微細粒子および粗大粒子の含有量については、セラミックス粉末全体に対して重量基準で、微細粒子の含有量は50%〜98%の範囲、粗大粒子の含有量は50%〜2%の範囲である。より好ましくは、セラミック粉末は、粒子径が55μm未満の微細粒子と粒子径が74μm以上149μm未満の粗大粒子とを含み、微細粒子の含有量は50%〜95%の範囲、粗大粒子の含有量は45%〜2%の範囲である。好ましくは、セラミックス溶射膜を形成した後に、このセラミックス溶射膜を表面研磨して、JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するプラトー構造表面の特性評価パラメータにおけるコア部のレベル差Rkの値がRk≦4.0μmとなるようにする。表面研磨は、通常は粗研磨した後に仕上研磨する方法により行なわれる。仕上研磨には、研磨砥石または研磨フィルムを用いることができる。仕上研磨に用いる研磨材は、研磨砥石の場合は#120〜#1000の番手のものが好ましく、研磨フィルムの場合は15μm〜100μmの研磨粒子からなるものが好ましい。好ましくは、溶射の方法は、水安定化プラズマ溶射法である。
請求項8に係る発明
この発明に従った湿紙に対するプレス方法は、抄紙機のプレスパートにおいて、プレスロールによって湿紙の搾水を行い、かつ紙の表面に平滑性を付与する方法であって、次のことを特徴とする。すなわち、使用するプレスロールが、コアロールと、このコアロールの外周に形成されたセラミックス溶射膜とを備え、セラミックス溶射膜における、プラトー構造表面の特性評価パラメータであるRkおよびVoの値が、
Rk≦8.0μm
Vo≧0.030mm3/cm2
となることを特徴とする。
請求項9に係る発明
この発明に従った抄紙機用プレスロールの表面研磨方法は、コアロールと、このコアロールの外周に形成されたセラミックス溶射膜とを備えた抄紙機用プレスロールに対して、表面研磨加工を施す方法であって、次のことを特徴とする。すなわち、表面研磨によって、セラミックス溶射膜における、プラトー構造表面の特性評価パラメータであるRkおよびVoの値が、
Rk≦8.0μm
Vo≧0.030mm3/cm2
となるようにする。
Rk:JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するコア部のレベル差(μm)
Rpk:JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定する突出山部高さ(μm)
Rvk:JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定する突出谷部深さ(μm)
Vo:Vo=(100−Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2))
ここで、Mr2は、JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するコア部の負荷長さ率Mr2である。
本発明の実施例の一つであり、微細粒子と粗大粒子とを適量に含むセラミックス粉末を溶射材料とした水安定化プラズマ溶射法で成膜し、表面研磨加工を施したもの。セラミックス粉末は、粒子径が55μm未満である微細粒子を重量基準で82%含み、粒子径が74μm以上149μm未満の粗大粒子を重量基準で5%含んでいた。表面研磨は、#80のダイヤモンド砥石で粗研磨した後、#200のダイヤモンド砥石で研磨し、更に40μmのダイヤモンド粒子からなる研磨フィルムで仕上研磨を行なった。
本発明の実施例の一つであり、微細粒子と粗大粒子とを適量に含むセラミックス粉末を溶射材料として水安定化プラズマ溶射法で成膜し、表面研磨加工を施したもの。セラミックス粉末は、粒子径が55μm未満である微細粒子を重量基準で90%含み、粒子径が74μm以上149μm未満の粗大粒子を重量基準で3%含んでいた。表面研磨は、#80のダイヤモンド砥石で粗研磨した後、#400のダイヤモンド砥石で仕上研磨を行なった。
本発明の実施例の一つであり、微細粒子と粗大粒子とを適量に含むセラミックス粉末を溶射材料として水安定化プラズマ溶射法で成膜し、表面研磨加工を施したもの。セラミックス粉末は、粒子径が55μm未満である微細粒子を重量基準で82%含み、粒子径が74μm以上149μm未満の粗大粒子を重量基準で5%含んでいた。表面研磨は、#80のダイヤモンド砥石で粗研磨した後、#200のダイヤモンド砥石で研磨し、更に40μmのシリコンカーバイド粒子からなる研磨フィルムで仕上研磨を行なった。
粒子径が55μm以上149μm未満の粗大粒子のみからなるセラミックス粉末を溶射材料として水安定化プラズマ溶射法で成膜し、表面研磨加工を施したもの。表面研磨は、#80のダイヤモンド砥石で粗研磨した後、#200のダイヤモンド砥石で仕上研磨を行なった。
樹脂ロールである。
従来用いられていた抄紙機用プレスロールであり、微細粒子からなるセラミックス粉末を溶射材料としてガスプラズマ溶射法で成膜し、表面研磨加工を施したもの。
従来用いられていた抄紙機用プレスロールであり、微細粒子からなるセラミックス粉末を溶射材料としてガスプラズマ溶射法で成膜し、粗面加工を施した後に表面研摩加工を施したもの。
Claims (8)
- コアロールと、このコアロールの外周にセラミックス粉末を溶射して形成されたセラミックス溶射膜とを備え、
前記セラミックス粉末は、粒子径が55μm未満の微細粒子と、粒子径が55μm以上149μm未満の粗大粒子とを含み、
前記セラミックス粉末全体に対して重量基準で、前記微細粒子の含有量は50%〜98%の範囲、前記粗大粒子の含有量は50%〜2%の範囲であり、
前記セラミックス溶射膜は、プラトー構造表面の特性評価パラメータであるRkおよびVoの値が、
Rk≦8.0μm
Vo≧0.030mm3/cm2
となることを特徴とする、抄紙機用プレスロール。
(但し、Vo=(100−Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2)
ここで、Rk、Mr2およびRvkは、JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するコア部のレベル差Rk、コア部の負荷長さ率Mr2および突出谷部深さRvkである。) - 前記RkおよびVoの値が、
Rk≦5.0μmおよび
Vo≧0.034mm3/cm2
となる、請求項1に記載の抄紙機用プレスロール。 - JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するプラトー構造表面の特性評価パラメータにおける突出山部高さRpkの値が、
Rpk≦1.5μm
となる、請求項1または2に記載の抄紙機用プレスロール。 - JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するプラトー構造表面の特性評価パラメータにおける突出谷部深さRvkの値が、
Rvk≧3.0μm
となる、請求項1〜3のいずれかに記載の抄紙機用プレスロール。 - コアロール上にセラミックス粉末を溶射してセラミックス溶射膜を形成する抄紙機用プレスロールの製造方法において、
溶射材料として用意するセラミックス粉末は、粒子径が55μm未満の微細粒子と、粒子径が55μm以上149μm未満の粗大粒子とを含み、
前記セラミックス粉末全体に対して重量基準で、前記微細粒子の含有量は50%〜98%の範囲、前記粗大粒子の含有量は50%〜2%の範囲であり、
セラミックス溶射膜を形成した後に、このセラミックス溶射膜を表面研磨して、JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するプラトー構造表面の特性評価パラメータにおけるコア部のレベル差Rkの値がRk≦8.0μmとなるようにすることを特徴とする、抄紙機用プレスロールの製造方法。 - 水安定化プラズマ溶射法によって前記セラミック溶射膜を形成する、請求項5に記載の抄紙機用プレスロールの製造方法。
- 抄紙機のプレスパートにおいて、プレスロールによって湿紙の搾水を行い、かつ紙の表面に平滑性を付与する方法において、
前記プレスロールが、コアロールと、このコアロールの外周にセラミックス粉末を溶射して形成されたセラミックス溶射膜とを備え、
前記セラミックス粉末は、粒子径が55μm未満の微細粒子と、粒子径が55μm以上149μm未満の粗大粒子とを含み、
前記セラミックス粉末全体に対して重量基準で、前記微細粒子の含有量は50%〜98%の範囲、前記粗大粒子の含有量は50%〜2%の範囲であり、
前記セラミックス溶射膜は、プラトー構造表面の特性評価パラメータであるRkおよびVoの値が、
Rk≦8.0μm
Vo≧0.030mm3/cm2
となることを特徴とする、湿紙に対するプレス方法。
(但し、Vo=(100−Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2)
ここで、Rk、Mr2およびRvkは、JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するコア部のレベル差Rk、コア部の負荷長さ率Mr2および突出谷部深さRvkである。) - コアロールと、このコアロールの外周にセラミックス粉末を溶射して形成されたセラミックス溶射膜とを備えた抄紙機用プレスロールに対して、表面研磨加工を施す方法であって、
前記セラミックス粉末は、粒子径が55μm未満の微細粒子と、粒子径が55μm以上149μm未満の粗大粒子とを含み、
前記セラミックス粉末全体に対して重量基準で、前記微細粒子の含有量は50%〜98%の範囲、前記粗大粒子の含有量は50%〜2%の範囲であり、
前記表面研磨加工後の前記セラミックス溶射膜における、プラトー構造表面の特性評価パラメータであるRkおよびVoの値が、
Rk≦8.0μm
Vo≧0.030mm3/cm2
となるようにすることを特徴とする、抄紙機用プレスロールの表面研磨方法。
(但し、Vo=(100−Mr2)×Rvk/2000(mm3/cm2)
ここで、Rk、Mr2およびRvkは、JIS B0671−2−2002(ISO13565−2−1996)に規定するコア部のレベル差Rk、コア部の負荷長さ率Mr2および突出谷部深さRvkである。)
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