JPH09241820A - セラミックス溶射ロールの製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドクタブレードが摩耗しにくいプレスロール
として用いるセラミックス溶射ロールを製作する。 【解決手段】 円筒状に形成したロールシェル１６の表
面に、アルミナに対しチタニアを適量添加してなるセラ
ミックス粉末を、下地処理層及びバッファ層を介して溶
射し、セラミックス溶射被膜２１を形成する。セラミッ
クス溶射被膜２１の表面を、ダイヤモンド砥石で研磨し
た後、エミリペーパ砥石３４で仕上げ加工して、セラミ
ックス溶射被膜２１の表面を高精度に平坦化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は抄紙機のプレスパー
トでプレスロールとして用いるセラミックス溶射ロール
の製作方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】湿紙はワイヤパートにおいて大部分の水
分が取り去られるが、なお相当量の水分を含有している
ので、これを直ちにドライヤパートで加熱乾燥すると多
くの蒸気を要するほか、繊維のからみ合いが充分でな
く、強度的な問題が生じる。そのため、プレスパートに
て、湿紙を機械的に圧搾して脱水した後にドライヤパー
トに送るようにしている。

【０００３】抄紙機のプレスパートとしては、紙の厚さ
や抄速等に関連して種々の型式がある。その一型式とし
てのストレートスルー型は、その一例を図６に示す如
く、上段プレスロール１と下段プレスロール２からなる
組み合わせを３組並べて、それぞれ第１プレス１Ｐ、第
２プレス２Ｐ、第３プレス３Ｐを形成し、上流から送ら
れてきた湿紙３を、フェルト１１と共に、第１プレス１
Ｐ及び第２プレス２Ｐでは同方向に通し、第３プレス３
Ｐで方向変換して通過させた後、湿紙３だけをスムーザ
４を通して下流へ送り出すようにしてある。

【０００４】又、他の型式としてのコンバインド型は、
その一例を図７に示す如く、上段プレスロール５と下段
プレスロール６とによって第１プレス１Ｐを形成し、該
第１プレス１Ｐの上段プレスロール５の横にセンターロ
ールとして用いるプレスロール７を配置して、プレスロ
ール５と７によって第２プレス２Ｐを形成し、該第２プ
レス２Ｐのプレスロール７の上部にプレスロール８を配
置して、プレスロール７と８によって第３プレス３Ｐを
形成し、更に、第３プレス３Ｐの下流に、上段プレスロ
ール９と下段プレスロール１０とによる第４プレス４Ｐ
を形成し、上流から送られてきた湿紙３を、適宜掛け回
した無端状のフェルト１１と共に各プレス１Ｐ，２Ｐ，
３Ｐ，４Ｐを順次通過させた後、スムーザ４を通して下
流へ送り出すようにしてある。

【０００５】上記ストレートスルー型のプレスパートに
おける各プレス１Ｐ，２Ｐ，３Ｐの上段プレスロール１
や、コンバインド型のプレスパートにおける第２、第３
プレス２Ｐ，３Ｐ用のプレスロール７並びに第４プレス
４Ｐの上段プレスロール９には、湿紙３に対する良好な
濡れ特性、すなわち、ロール表面に手を触れても手が持
って行かれない程度にロール表面が濡れている状態、及
び剥離性等が要求されるため、従来より、主として、結
晶に極めて微細な気孔を有し濡れ特性に優れ且つ湿紙の
剥離性が良く、しかも、撓屈性が少なく更に錆が出ない
花崗岩質の天然ストンロールが採用されている。かかる
天然ストンロールを用いたプレスロールは、通常、図８
に示す如く、天然ストン製のロールシェル１２を成形し
て、その両端面部に円盤状のヘッド１３を配し、且つロ
ールシェル１２の軸心部に通した軸１４の両端部を上記
該両ヘッド１３を貫通させて突出させ、該軸１４の両端
部にナット１５を螺着し、ナット１５の締め付けにより
一体のロール形状とするようにしてある。

【０００６】しかし、天然ストンロールをプレスロール
として用いる場合に、高速（１０００m/min 以上）で且
つ広幅（５０００mm以上）のニップ（１００Kg/cm 以
上）で使用すると、ロールシェル１２部に作用する引張
応力によってクラック発生や破壊等の問題が生じ、長時
間の使用に耐えられないという欠点があり、又、天然ス
トンロールは、天然ストン自体の世界的産地が限られて
きて入手が困難になってきていると共に、品質保証が困
難であるという欠点がある。

【０００７】そのため、従来より上記天然ストンロール
の代替技術の開発が進められており、その一つとして、
セラミックス溶射ロールが提案されている。これまで提
案されているセラミックス溶射ロールＲは、図９（イ）
（ロ）にその一例を示す如く、組立工程で円筒状に形成
した所要肉厚の鋳鋼製のロールシェル１６の両端面部
に、外側面の中心部に軸１７を突設した円盤状のヘッド
１８を嵌合させて、締付ボルト１９により取り付けるこ
とにより、ロール本体２０を組み立てた後、該ロール本
体２０のロールシェル１６の表面に、たとえば、アルミ
ナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）に対しチタニア（ＴｉＯ₂ ）を１３〜
６５％の割合で添加してなるセラミックス粉末を、下地
処理層２２を形成した後バッファ層２３を施した上に溶
射するセラミックス溶射工程を経てセラミックス溶射被
膜２１を形成し、しかる後、該セラミックス溶射被膜２
１の表面を、たとえば、ＪＩＳ＃８０番のダイヤモンド
砥石で研磨する研磨工程により表面仕上げを行って製作
するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
セラミックス溶射ロールの製作方法の場合、表面仕上げ
にダイヤモンド砥石による研磨を行ってダイヤモンド仕
上げを行っているが、従来の研磨工程で用いられている
ダイヤモンド砥石は、図１０に示す如く、セラミックス
溶射被膜２１の表面における突起部２１ａと凹部２１ｂ
との差の平均が１μｍ弱程度になるものが用いられてい
るため、仕上げ後のセラミックス溶射被膜表面は粗くな
っている。そのため、上記製作方法によって得られたセ
ラミックス溶射ロールＲを前記した図６や図７に示すプ
レスロールとして用いると、ロール表面に接触配置する
ドクタブレードが摩耗し易くなってしまうという問題が
ある。

【０００９】そこで、本発明は、ドクタブレードが摩耗
しにくいプレスロールとしてのセラミックス溶射ロール
の製作方法を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ロールシェルの表面に、セラミックス粉
末を溶射してセラミックス溶射被膜を形成させた後、該
セラミックス溶射被膜の表面をダイヤモンド研磨仕上げ
を行い、しかる後、該セラミックス溶射被膜のダイヤモ
ンド研磨仕上げ面を更にエミリペーパにより表面仕上げ
を行ってセラミックス溶射ロールを製作する方法とす
る。

【００１１】ダイヤモンド研磨した後のセラミックス溶
射被膜の表面をエミリペーパを用いて仕上げする仕上げ
工程を付加したことにより、ダイヤモンド研磨した後の
セラミックス溶射被膜表面の突起部を削り落すことがで
きて平坦化できることになるため、ロール表面に接触配
置するドクタブレードの面圧を低減できて摩耗量を減ら
すことができる。

【００１２】又、セラミックス溶射被膜のエッジを、テ
ーパ状又は円弧状に加工すると、エッジにてフェルトを
傷付けてしまうことがなくなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１４】図１及び図２（イ）（ロ）は本発明の表面
仕上げ工程で用いる装置の一例を示すもので、ロール本
体２０の両端の軸１７を回転自在に支持させるようにし
た軸受台２４と、ロール本体２０の一方の軸１７の端部
に連結具２５を介して連結できるようにしたロール駆動
モータ２６とを備え、又、上記２つの軸受台２４の間に
支持されるロール本体２０の長手方向に対して直角方向
へ移動調整できるようにしたベースフレーム２７上に、
ロール本体２０と所要間隔を隔てて平行に延びるように
した送りねじ２８を、軸受２９を介し回転自在に配置す
ると共に、該送りねじ２８の一端部を送りねじ駆動モー
タ３０に連結し、上記送りねじ２８の横に、両端部を支
持台３１に支持させるようにしたガイドロッド３２を、
送りねじ２８と平行に配置し、更に、先端部をロール本
体２０の表面に接近するように位置させた可動ブロック
３３に、上記送りねじ２８とガイドロッド３２を貫通さ
せて、送りねじ２８を螺合させ、且つ該可動ブロック３
３の先端部上に、エミリペーパ砥石３４を回転させる砥
石駆動モータ３５を設置した構成としてある。

【００１５】上記エミリペーパ砥石３４は、図２（イ）
（ロ）に拡大して示す如く、円板３６の外周面に、帯状
としたＪＩＳ＃２２０番のエミリペーパ３７を巻き付け
て取り付けた構成としてある。３８はエミリペーパ３７
の接着部を示す。

【００１６】本発明では、図９（イ）（ロ）に示したと
同様に、セラミックス溶射ロールのロール本体２０にお
けるロールシェル１６の表面に、下地処理層２２を形成
してから、バッファ層２３を介しセラミックス溶射被膜
２１を形成した後、該セラミックス溶射被膜２１の表面
をダイヤモンド砥石で研磨仕上げをした後、図３（イ）
や（ロ）に示す如く、セラミックス溶射被膜２１の端部
のエッジを、ダイヤモンド砥石によりテーパ状又は円弧
状に加工をし、更に、図１に示す如く、別途用意したエ
ミリペーパ砥石３４を用いて、ダイヤモンド砥石で研磨
仕上げをした後のセラミックス溶射被膜２１の表面を、
エミリペーパ砥石３４で平坦に仕上げ加工するようにす
る。

【００１７】セラミックス溶射被膜２１の表面仕上げ
は、具体的には、ロール駆動モータ２６の駆動でセラミ
ックス溶射ロールを回転させながらダイヤモンド砥石に
より研磨仕上げした後のセラミックス溶射被膜２１の表
面に、ベースフレーム２７を位置調整して、砥石駆動モ
ータ３５によって回転させられているエミリペーパ砥石
３４を押し付け、且つ送りねじモータ３０の駆動を所要
のタイミングで正逆に切り替えて、エミリペーパ砥石３
４をロール長手方向に沿い可動ブロック３３を介して往
復移動させながら行うようにする。

【００１８】このようにして、研磨仕上げ後に更にエミ
リペーパによる表面仕上げ加工した後のセラミックス溶
射被膜２１の表面は、図４に示す如くであり、ダイヤモ
ンド砥石による研磨仕上げで残っていた突起部２１ａを
平らに削り取ることができ、図１０に示したものより
も、全体的に平坦な状態とすることができる。したがっ
て、本発明の製作方法により製作したセラミックス溶射
ロールを抄紙機のプレスパートにプレスロールとして採
用し、ドクタブレードを接触配置して用いると、ドクタ
ブレードの面圧を低減させることができ、これにより、
ドクタブレードの摩耗を減らすことができて寿命を延ば
すことができる。

【００１９】又、本発明では、セラミックス溶射被膜２
１の表面をダイヤモンド砥石で研磨した後、セラミック
ス溶射被膜２１のエッジを、図３（イ）や（ロ）の如
く、テーパ状又は円弧状に加工するようにしたことか
ら、上記エッジにて圧搾用のフェルトを傷めてしまうよ
うなことはない。

【００２０】なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定
されるものではなく、たとえば、表面仕上げ工程で用い
る装置としては図１に示したものとは別の構成のものを
採用するようにしてもよく、要は、ダイヤモンド研磨後
のセラミックス溶射被膜２１の表面を全面的に仕上げる
ことができるようなものであればよいこと、その他本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。

【００２１】

【実施例】図５（イ）（ロ）（ハ）（ニ）はセラミック
ス溶射被膜の表面をタイヤモンド研磨しただけのセラミ
ックス溶射ロールにドクタブレードを接触配置した場合
のドクタブレードの摩耗量（ハッチング部）と、セラミ
ックス溶射被膜の表面をダイヤモンド研磨した後にエミ
リペーパによる仕上げ加工を行ったセラミックス溶射ロ
ールに、ドクタブレードを接触配置した場合のドクタブ
レードの摩耗量（クロスハッチング部）とを測定した結
果を示すものであり、（イ）（ロ）ではドクタブレード
を合成樹脂製とし、（ハ）（ニ）ではドクタブレードを
カーボン製とした場合を示す。

【００２２】セラミックス溶射ロールを１７．９ｍ／mi
n の周速度で５０時間運転したところ、いずれもエミリ
ペーパによる仕上げ加工を行った場合の方が、エミリペ
ーパによる仕上げ加工なしの場合に比して、ドクタブレ
ードの摩耗量を減少できることが確認された。

【００２３】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のセラミックス
溶射ロールの製作方法によれば、ロールシェルの表面に
形成したセラミックス溶射被膜の表面を、ダイヤモンド
研磨仕上げをした後に更にエミリペーパにより仕上げ加
工するようにしたので、セラミックス溶射被膜の表面を
高精度に平坦化することができ、したがって、得られた
ロールにドクタブレードを接触配置して用いると、ドク
タブレードの面圧を低減することができ、ドクタブレー
ドの摩耗量を減少させることができて寿命を向上させる
ことができ、これにより抄紙機プレスパートのランニン
グコストの低減化に寄与することができ、又、セラミッ
クス溶射被膜のエッジをテーパ状又は円弧状に加工する
ことによって、プレスロールに接する圧搾用のフェルト
への傷付きを防止することができる、等の優れた効果を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックス溶射ロールの製作方法に
おける表面仕上げ工程で用いる装置の一例を示す概要図
である。

【図２】エミリペーパ砥石の概略構成を示すもので、
（イ）は正面図、（ロ）は（イ）の一部切断側面図であ
る。

【図３】図１のIII 部を拡大して示すもので、（イ）は
セラミックス溶射被膜のエッジをテーパ状に加工した場
合を、又、（ロ）は円弧状に加工した場合をそれぞれ示
す断面図である。

【図４】ダイヤモンド砥石による研磨仕上げ後にエミリ
ペーパ砥石により仕上げ加工を行ったセラミックス溶射
被膜の表面形状を示す部分拡大図である。

【図５】セラミックス溶射被膜の表面をエミリペーパに
て仕上げ加工したロールと仕上げ加工なしのロールとに
ドクタブレードを接触させた場合のドクタブレードの摩
耗量を計測した実験結果を示すもので、（イ）（ロ）
（ハ）（ニ）はそれぞれ異なる材料を用いた場合の対比
図である。

【図６】抄紙機のプレスパートの一例を示すストレート
スルー型の概要図である。

【図７】抄紙機のプレスパートの他の例を示すコンバイ
ンド型の概要図である。

【図８】天然ストンロールの概略断面図である。

【図９】最近提案されているセラミックス溶射ロールの
製作方法の一例を示すもので、（イ）は概略断面図、
（ロ）は（イ）の部分拡大図である。

【図１０】最近提案されているセラミックス溶射ロール
におけるセラミックス溶射被膜のダイヤモンド研磨仕上
げをした後表面形状を示す部分拡大図である。

【符号の説明】

１６ ロールシェル ２１ セラミックス溶射被膜 ３４ エミリペーパ砥石 ３７ エミリペーパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロールシェルの表面に、セラミックス粉
   末を溶射してセラミックス溶射被膜を形成させた後、該
   セラミックス溶射被膜の表面をダイヤモンド研磨仕上げ
   をし、しかる後、該セラミックス溶射被膜のダイヤモン
   ド研磨仕上げ面を更にエミリペーパにより表面仕上げ加
   工することを特徴とするセラミックス溶射ロールの製作
   方法。
2. 【請求項２】 セラミックス溶射被膜のエッジを、テー
   パ状又は円弧状に加工するようにした請求項１記載のセ
   ラミックス溶射ロールの製作方法。