JPH03287893A

JPH03287893A - 剥離性に富む抄紙用ロール

Info

Publication number: JPH03287893A
Application number: JP8091090A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Harada; 良夫原田; Kazumi Tani; 和美谷; Akira Sakurabayashi; 桜林　皓
Original assignee: Kobayashi Engineering Works Ltd; Tocalo Co Ltd
Current assignee: Kobayashi Engineering Works Ltd; Tocalo Co Ltd
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-18
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JP2589395B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は、抄紙機用のホットプレスロールやホットスム
ーザ−ロールなどの用途に用いて好適な抄紙用ロールに
関し、とくに該ロールと、これに湿潤状態で接触走行す
る紙原反との剥離性の向上を図ったものである。

〔従来の技術〕

現在の抄紙機械において、ワイヤ一部において形成され
た湿紙は、ブレストロールによって機械的に脱水された
のち、引き続く乾燥部において加熱、乾燥されて所用の
製品となる。ここに抄紙機用プレスロールには、十分な
圧力に耐え、かっ湿紙とロール面とが良好な剥離性を有
し、しかも長期間の運転に耐え得る等の性質が要求され
ている。

このような目的にかなうロールとして代表的なものに、
天然花崗岩製ロール（ストーンロール〉がある。このロ
ールは、耐食性、耐摩耗性および耐ドクターナイフ性に
優れるだけでなく、長期間にわたり研磨せずに使用でき
るという優れた特性を有している。しかしながら、この
ロールといえども湿紙に対する剥離性については充分と
はいえず、長期間の使用中に紙料の粕類、ピッチ類、そ
の他紙料中の粘着物等が付着し、湿紙の剥離性が劣化す
ることから、抄紙機を停止し、ロール表面の清掃を余儀
なくされる。また、最近のように抄紙機の大型化、高速
化が進むと、それに伴って大径、長軸のストーンロール
用の大型花崗岩原石が必要となるが、これを無傷で採石
、運搬することは極めて難しいという問題もある。

そこで、上記のようなストーンロールに替わるものとし
て、ＮＲ，ＮＢＲおよびＳＢＲ等の高硬質ゴムに花崗岩
や珪砂等の親木性粉粒を混入して成型し、ロール表面に
かかる粉粒をモザイク状に露出させたいわゆるストナイ
トロールが開発され、すでに実用化に及んでいる。さら
に上記の高硬質ゴムに替え、エポキシ樹脂やウレタン樹
脂等の高硬質樹脂を用い、これに親水性物質の粉粒を混
入して成型した樹脂ロールも実用に供されている。

これらのいわゆる人造ストーンロールは、抄紙機用プレ
スロールの他、紙料に対し剥離性を要求されるスムージ
ングロールやサイジングロール、ペーパーロール等にも
使用されているが、天然花崗岩製の真性ストーンロール
に比べると依然として剥離性に劣り、紙料中のピッチ等
がロールに付着して湿紙の送りが不可能となるため、紙
切れが生じ易いという欠点があった。

また、金属製シリンダーの表面に無機材料粉末、無機材
料粉末と金属粉末との混合物または金属粉末を溶射した
り、ロール表面の疎水性成分、親水性成分の比率を変え
ることによって、ロール表面の剥離性の向上を図ったも
のもあるが、これらはいずれも真性ストーンロールに比
べるとやはり剥離性に劣るという欠点があった。

その他、サーメット溶射被覆層に存在する気孔をテフロ
ンによって封孔することによって剥離性の向上を試みた
例もある。この方法は、テフロンと溶射被覆層との接着
性が良くないことから、被覆層を高温に加熱してテフロ
ンを圧入し、その後被覆層の冷却による収縮によって機
械的にテフロンを保持する方法であるが、この保持力が
充分ではないため、テフロンが剥離し易いというところ
に問題を残していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、ロール
表面に紙料粕類やピッチ類、その他粘着物等が付着する
ことのない剥離性に優れた抄紙用ロールを提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段〕本発明は、ロール表面の剥離性に関し、長期にわたって
高性能が要求される抄紙用ホットプレスロールやホット
スムーザ−ロールなどいわゆる抄紙用ロールの表面に対
する被覆材料および被覆方法を種々検討した結果、開発
されたものである。

すなわち本発明は、ロールシリンダー部の最外層に、膜
厚：０．０５〜１．０閣の金属炭化物と金属とからなる
サーメットの溶射皮膜をそなえてなる剥離性に富む抄紙
用ロール（第１発明）である。

また本発明は、ロールシリンダー部の最外層に、膜厚：
　０．０５〜１．０　ａｍの金属炭化物と金属とからな
るサーメットの溶射皮膜をそなえ、かつこのサーメット
溶射皮膜とロールシリンダー基地との間に、耐食ニッケ
ルめっき、硬質クロムめっきおよびＮｉＣｒ金属溶射層
のうちから選んだ少なくともいずれか一の被覆層をそな
えてなる剥離性に富む抄紙用ロール（第２発明）である
。

さらに本発明は、サーメット材料として、次の（ａ）〜
（ｄ）（ａ）　　Ｃｏ　：　５〜２８ｗｔ％（以下単に「％」
で示す）を含有し、残部は実質的にＷＣｌ（ｂ）　　Ｃｒ　：　１５〜３０％およびＮｉ　：　３
〜１１ｗｔを含有し、残部は実質的にＷＣｌ（Ｃ）００２７〜１３％およびＣｒ：１〜７％を含有し
、残部は実質的にＷＣｌ（ｄ）　　ＮｉＣｒ：　５〜３５ｗｔ％を含有し、残部
は実質的にＣｒ、Ｃ。

のいずれかの組成物を用いる抄紙用ロール（第３発明）
である。

またさらに本発明は、サーメット溶射皮膜の気孔率を０
．５〜８％とし、この気孔をシリコン質で封孔してなる
抄紙用ロール（第４発明）である。

〔作　用〕

本発明ロールを、たとえば抄紙機プレス・トップロール
として用いた場合について説明すると次のとおりである
。

１）最新の抄紙機プレスロールの搾水用荷重は、搾水用
面圧が１００〜１５０　ｋｇ／ｃ＋ｗ”にも及ぶけれど
も、かような荷重に対しても、母材ロールおよび被覆層
共充分に耐え得る。

２）プレスロールで搾水の際、通過する湿紙の温度を上
昇させると搾水能力が上昇するが、本発明ロールでは、
ロールシリンダー基材の内部を中空状にして、ロール内
部に蒸気を供給してやレバ、ロール表面の加熱が可能と
なり、従って、湿紙温度の上昇ひいては搾水効果の向上
が達成される。

この点、従来のような、プレスサクションロールに対向
させて設置したスチームボックスから蒸気を噴射して湿
紙を加温する方法では、プレスロールがサクションロー
ルの場合だけしかスチームボックスを設けることができ
なかったけれども、本発明ではかような制約はない。

また、真性ストーンロールは耐熱性に劣り、花崗岩部を
７０″Ｃ以上に加熱すると亀裂が発生し、使用不能とな
っていたのに対し、本発明ロールではこのような制約も
ない。

３）プレストップロールに求められる必須の条件は、湿
紙の円滑な剥離性すなわちピッキングの防止であるが、
耐食Ｎｉめっきなどを下地被覆層とし、最外層をＷＣま
たはＣｒ３Ｃ２などのサーメット溶射層とする多層皮膜
とし、かつ最外層の気孔率を適宜制御することによって
、良好な湿紙剥離性が得られる。さらにこの気孔をシリ
コン質で封孔することによって、剥離性の一層の向上を
図り得る。

ここに最外層の気孔率は、０．５〜８％程度が良好であ
る。というのは、気孔率が０．５％に満たないと、剥離
性の改善効果に乏しく、一方８％を超えると皮膜の機械
的強度が低下するだけでなく、ロールの蒸気加熱時にお
ける熱抵抗が増大してエネルギー損失を招くからである
。

なお、気孔率の調整は、プラズマ溶射法では、■溶射距
離、■溶射条件（電流、電圧、供給ガス量等）および■
溶射材料の粒径などを変えることによって、また可燃ガ
ス炎を熱源とする溶射法では、上記■、■および可燃ガ
スの供給圧力などを変えることによって実施することが
でき、たとえば可燃ガス炎溶射法を用いる場合の好適溶
射条件は、酸素ガス圧：４〜９．５ｋｇｆ／ｃｍ”、燃
料ガス圧：３〜８　ｋｇｆ／ｃ−である。

また、シリコン質による封孔については、次のようにし
て行うことが好ましい。

すなわちまず、溶射被覆層の細孔部に、シリコーンワニ
ス系溶液あるいは１液性または２液性シリコーンゴム溶
液を含浸させ、ついでこれを大気中に放置するか、また
は必要に応し１００〜３００　”Ｃで焼付けることによ
って硬化させると同時に、上記シリコーンワニスあるい
は１液性または２液性シリコーンゴム等のいわゆるシリ
コン質を強固に固着させる。かくして従来、抄紙機プレ
ストップロールの中でも最も剥離性が良いとされてきた
真性ストーンロールよりも良好な剥離性が得られるので
ある。

４）抄紙機ブレストップロールには、耐ドクターナイフ
性も要求されているが、ドクターナイフは、硬質の溶射
層のみに接触し、細孔に含浸されたシリコン質に接触し
てこれを除去するようなことはないので、上記シリコン
質による剥離性能が劣化するおそれはない。

５）本発明ロールを、抄紙機用スムージングロールに適
用した場合、かかるロールの使用条件はブレストップロ
ールの場合よりも温和なので何ら問題は生じない。

〔実施例〕

実施例１外径ニア５０ｍ、肉厚：２０ｍ＋、面長：　３５００ｍ
１１の溶接構造用鋼（ＳＭ４１）製のロールシリンダー
表面に、プラズマ溶射法により、（ａ）　　セラミックス（ＡｌｚＣｈ　　３％’ｒｉｏ
２．　Ｚｒ５ｔＯ４＋ＭｇＯＳｔｏｗ）、（ｂ）　　金属（５０％Ｍｏ　−５０％Ｎｉ、　５０％
Ｍｏ　−５０％Ｎｉ基自溶合金、　ＳＵＳ　４２０鋼）
、（Ｃ）　　炭化物サーメット（２７％Ｎ１Ｃｒ−ＷＣ，
１２％Ｃ。

−ＷＣ，１０％Ｃｏ−４％Ｃｒ−ＷＣ，２５％ＮｉＣｒ
−Ｃｒ、Ｃ，）、をそれぞれ、気孔率が０．３〜１２％の範囲となるよう
に調整しつつ、膜厚：　０．５　ｍの溶射皮膜を破戒し
た。

ついで溶射皮膜の表面を研磨し、表面粗さ＝１〜１．５
　μｍＲｗａｘに仕上げた。

かくして得られた各ロールを、抄紙機ブレストップロー
ルに適用し、ロール内部に１ｋｇ／ｃｍ”の飽和蒸気を
供給して表面温度：１０５°Ｃに調整すると共に、線圧
：　２００　ｋｇ／ｃｍ、　　抄紙速度：　６００ｍ／
ｓｉｎの条件下で、水分６０％の湿紙を通過させたとき
の表面異物の付着状況、湿紙の剥離状況およびドクター
ナイフの影響などについて調べた結果を第１表に示す。

また第１図には、溶射皮膜の材質毎に調査した気孔率と
異物付着量との関係を示す。

−（第１表より明らかなように、炭化物サーメットの溶射層
を被成した場合は、金属やセラミックスを破戒した場合
に比べて、異物付着状況、湿紙剥離状況およびドクター
ナイフ性、いずれの点でも優れていた。

また、第１図より明らかなように、異物の付着挙動は、
溶射材質に大きく影響され、炭化物サーメットがとりわ
け優れていた。

この理由は、ニップ圧力によって気孔部が湿紙とのかみ
合い接触部となる（無気孔部は単純接触部となる）が、
ロール表面における気孔部の面積は少ないので、かかる
かみ合い部の減少に伴って異物を残留させる力が低減し
たものと考えられる。

実施例２実施例１と同寸法、同材質のロールシリンダー表面に、
酸素ガスと炭化水素ガスまたは酸素ガスと水素ガスの燃
焼炎を熱源とする高速燃焼ガス炎溶射法により、気孔率
：０．３〜１０％、膜厚：０．４閣の炭化物サーメット
（２７χＮ１Ｃｒ−ＷＣ，１２％Ｃｏ　−ＷＣ）を被成
した。

次いで溶射皮膜の表面に、粘度：１ｃｐの１液性シリコ
ーンゴムを塗布し、これを大気中で乾燥させた。

その後、塗布面を研磨して、溶射皮膜上に残留している
シリコンゴムを完全に除去した。この処理により、ロー
ル表面の溶射皮膜は、その気孔（正確には外部に開口し
ている気孔）中にシリコンゴムが充填され、他の部分は
無気孔の溶射皮膜からなる、第２図に示すような構造の
複合皮膜が形成されたことになる。なお、第２図中、番
号１が溶射皮膜、２がその細孔部に充填されたシリコン
ゴムである。

かくして得られた各ロールを用い、実施例１と同様にし
て抄紙処理を行ったときの、表面異物の付着状況、湿紙
の剥離性およびドグ１−ナイフ性について調べた結果を
第２表に示す。

なお、比較のため従来の花崗岩製ロールを用いた場合の
調査結果も併せて示す。

■ニー・６２５− 同表より明らかなように、炭化物サーメットの溶射層を
被威し、かつその細孔部にシリコン質を充填したロール
は、従来の真性ストーンロールを用いた場合に比べ、異
物付着状況、湿紙剥離性およびドクターナイフ性とも同
等かそれ以上であり、とくに気孔率が０．６％のものは
異物の付着状況がとりわけ優れていた。

なお気孔率があまりに大きいとドクターブレードによる
表面疵の発生が見られたので、気孔率は８％以下程度と
するのが好ましい。

実施例３実施例１と同じロールシリンダーの表面に、予め５０μ
ｍ厚の耐食Ｎｉめっきを施したのち、実施例１と同様に
して種々の溶射皮膜を破戒した。

ついで実施例１と同じ条件で、とくにｐＨを２〜４とし
た湿紙を通過させたときの、表面皮膜の腐食状況および
皮膜の剥離損耗状況について調査した。

その結果、最外層の炭化物サーノ・ント溶射皮膜の性能
維持のためには、耐食Ｎｉめっきなどの下地被覆が極め
て有効であることが確かめられた。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、従来の人造ストーンロールは
もとよりのこと、真性ストーンロールと比較しても、湿
紙剥離性やドクターナイフ性は勿論、異物の付着状況に
も優れた抄紙用ロールを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】１、ロールシリンダー部の最外層に、膜厚：０．０５〜
１．０ｍｍの金属炭化物と金属とからなるサーメットの
溶射皮膜をそなえることを特徴とする剥離性に富む抄紙
用ロール。２、ロールシリンダー部の最外層に、膜厚：０．０５〜
１．０ｍｍの金属炭化物と金属とからなるサーメットの
溶射皮膜をそなえ、かつこのサーメット溶射皮膜とロー
ルシリンダー基地との間に、耐食ニッケルめっき、硬質
クロムめっきおよびＮｉＣｒ金属溶射層のうちから選ん
だ少なくともいずれか一の被覆層をそなえることを特徴
とする剥離性に富む抄紙用ロール。３、請求項１または２において、サーメット材料が次の
（ａ）〜（ｄ）の組成（ａ）Ｃｏ：５〜２８ｗｔ％を含有し、残部は実質的に
ＷＣ、（ｂ）Ｃｒ：１５〜３０ｗｔ％およびＮｉ：３〜１１ｗ
ｔ％を含有し、残部は実質的にＷＣ、（ｃ）Ｃｏ：７〜１３ｗｔ％およびＣｒ：１〜７ｗｔ％
を含有し、残部は実質的にＷＣ、（ｄ）ＮｉＣｒ：５〜３５ｗｔ％を含有し、残部は実質
的にＣｒ＿３Ｃ＿２のいずれかである抄紙用ロール。４、請求項１、２または３において、サーメット溶射皮
膜の気孔率を０．５〜８％とし、該気孔中にシリコン質
を充填させてなる抄紙用ロール。