SE517846C2 - Självjusterande blad - Google Patents

Description

30 35 q c u o o u n oo | u n | .- 517 846 a. c n v Q o - n o u c u: 2 väsentligt för bestrykning under användning av styvt blad, dvs när vinkeln mellan bladets spets och papperet på bestrykningsmaskinen är stor, vanligen 20' eller mer.

Ett annat särdrag för kolstålblad är deras uppträdande beträffande förslitningen vid det ställe där bestrykningssmeten inlöper vid styvt blad. Enligt (Schachtel et al., Wochenblatt Für Papierfabrikation 16-1993, sid 661-667) förslitningsform erhållas (se Fig. 1 i litteraturen kan en rund litteraturreferensen). En liten men synlig radie (r) bildas vid inträdesstället i kontakten mellan bladet och baspapperet. Denna radie resulterar i kombinationen i erosiv effekt där bestrykningsmedlet träffar och den slipande effekten av pappersfibrerna. Sådant särdrag är av primärt intresse vid rotogravyrtypen av bestrykningsmassan, där pigmenten i huvudsak utgöres av plattor med hög formfaktor. Förekomsten av en sådan radie (r) biträder vid den rätta orienteringen av bestrykningspigmenten innan de passerar under bladet resulterande i optimala tryckbarhetsegenskaper.

Blad belagda med hårt material, såsom blad med en keramisk beläggning, ävensom härdade kantsektioner på blad av låglegerat stål beter sig bättre än kolstålblad med avseende på livslängden. Blad belagda med hårt material uppvisar typiska hårdhetsvärden längs kanten inom intervall från 900 till 1200 HV, under det att lokalt härdade kantsektioner på blad av låglegerat stål uppnår ca 800 HV, varvid resten av bladet uppnår ca 600 HV. Även om egenskapen beträffande nötningsresistens är en väsentlig faktor med avseende på det industriella intresset för sådana blad är denna egenskap samtidigt en begränsning i bladens användning med hänsyn till nödvändigheten av att specifikt anpassa varje kantdesign enligt den exakta körningsbetingelsen för bladet och inställningen av bladhållaren i bestrykningsmaskinen. Den höga nötningsresistensen tillåter ej okorrekt inställning 10 15 20 25 30 35 vu av ; » | a ø n n 517 846 - u u n n n u o u a an 3 på grund av att det tar alltför lång tid att justera fasningen under en inkörningsperiod. Detta är normalt ej acceptabelt vid industriella bestrykningsbetingelser och kan resultera i dåliga MD- och CD-profiler hos det bestrukna papperet och/eller dålig ytkvalitet. Vidare bildas rundningen vid inträdesstället såsom beskrivits ovan ej lika lätt.

Kort sammanfattning av uppfinningen De ovan beskrivna faktorerna bildar basen för att lösa de problem som är förknippade med den kända tekniken, och uppfinnnigen söker åstadkomma en lösning, vari fördelarna med användning av material av hög nötningsresistens kombineras med fördelarna av att använda material med lägre nötningsresistens.

Ett ändamål med uppfinningen är följaktligen att åstadkomma ett blad, som beter sig på liknande sätt som ett kolstålblad vid inspänningen och under inkörningsperioden, dvs att man erhåller ett blad med självjusterande funktion.

Ett annat ändamål med uppfinnngen är att åstadkomma ett blad, vilket efter en kort inkörningsperiod uppträder på samma sätt som en lokalt härdad kantsektion av ett blad av låglegerat stål resulterande i hög nötningsresistens. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett blad med förmåga till förslitning resulterande i ett kontaktställe med rundad ingång, varvid huvuddelen av bestrykningsytan i kontakt med baspapperet och bestrykningsmaterialet beter sig på liknande sätt som blad av låglegerat stål med en lokal härdad sektion.

För dessa och andra ändamål som kommer att framgå av följande beskrivning åstadkommes genom uppfinningen ett självjusterande blad i samverkan med en löpande arbetsyta. Bladet innefattar en stålremsa utsträckt i en första riktning mellan första och andra sidor, varvid nämnda remsa har en kantsektion längs nämnda första sida 10 15 20 25 30 35 nu . o u . , n n n 517 846 o c Q u u» 4 för kontakt med nämnda arbetsyta, och nämnda kantsektion är härdad till en hårdhet som överstiger den för återstoden av nämnda remsa. Nämnda andra sida är avsedd för anslutning till en bladhållare på ett konventionellt sätt. Bladet enligt uppfinningen karaktäriseras av en beläggning av material med låg nötningsresistens täckande i huvudsak hela nämnda kantsektion åtminstone på den del därav som står i kontakt med arbetsytan.

Enligt en utföringsform av uppfinningen utgöres nämnda stålremsa av ett làglegerat stål härdat till en hårdhet mellan ca 400 och 600 HV, varvid nämnda kantsektion är ytterligare härdad till en hårdhet av mellan ca 700 och 900 HV.

En föredragen utföringsform av ett sådant blad är en vari nämnda stålremsa utgöres av en kallvalsad härdad och tempererad remsa med sammansättningen (viktprocent): C 0,46 - 0,70; Si 0,2 - 1,5; Mn 0,1 ~ 2,0; Cr 1,0 - 6,0; MO 0,5 - 5; l V 0,5 - ,5; B s 0,01 ; Ni s 1,0 ; Nb s 0,2.

Materialet med låg nötningsresistens har lämpligen en hårdhet av mellan ca 200 och 600 HV. Lämpliga material är rena metaller, legeringar, oxider, polymerer, eller blandningar av två eller flera därav.

Det är speciellt föredraget att nämnda material av låg nötningsresistens är utvalt bland molybden innehållande upp till 4% 02, Ni- eller Co-baserade legeringar, Cu-baserad legering, AlSi/polyesterblandningar eller Co-baspolymerblandningar, eller rostfritt stål.

För att underlätta anpassningen till löpande yta är bladets kantsektion företrädesvis försedd med en 10 15 20 25 30 35 c o Q . ur 517 846 *Å u a v | | n v u u n nu 5 avfasning pà den sida därav som står i kontakt med den löpande ytan.

Tjockleken hos bladsubstratet kan variera fràn ca 0,15 till ca 0,8 mm. Tjockleken hos den självjusterande beläggningen ligger lämpligen inom intervallet ca 1 till ca 100pm, företrädesvis 20 till 50 pm.

Kortfattad beskrivning av ritningen Pà ritningen visar Figurerna 1 och 2 schematiskt två typer av okorrekt inställning av bladet visavi den löpande ytan; Figur 3 visar schematiskt bladets anliggningsyta efter inkörningsperioden; och Figur 4 visar schematiskt i ett tvärsnitt en detalj av ett blad i enlighet med föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Figurerna 1 till 3 pà ritningen visar schematiskt den aktiva delen av ett kolstàlblad som arbetar som styvt blad, dvs vinkeln a är minst ca 20'. Den löpande ytan 1 av exempelvis en stödvals vid pappersbestrykning rör sig i pilarnas riktning. Den operativa delen av bladet är försedd med en avfasning 5 för anpassning till den löpande ytan.

Figur 1 visar situationen med avseende pà ett nyinstallerat blad 3, varvid inställningen är nàgot okorrekt och pà hälen. Figur 2 visar en annan situation med okorrekt inställning pà tàn. Figur 3 visar bladet 3 efter en kort inkörningsperiod, varvid bladet justerats genom nötning till korrekt kontakt med den löpande ytan 1 och en liten radie (r) har bildats vid ingàngsstället.

Figur 4 visar ett blad utfört i enlighet med föreliggande uppfinning. En stàlremsa 7 som är härdad och tempererad till en hårdhet av ca 600 HV har en kantsektion 9 som är ytterligare härdad och tempererad till en hårdhet av ca 780 HV. En föredragen stàlremsa för användning i bladet enligt uppfinningen är Uddeholms 10 15 20 25 30 35 517 846 *f 6 Strip Longlife Coater Blade (Uddeholm Strip Steel AB, Munkfors, Sverige).

På kantsektionen 9 av stàlremsan 7 avfasad med en given fas 11 är ett skikt av ett material med självjusterande egenskaper pàlagt. Denna beläggning 13 bör ha en hårdhet av mellan ca 100 och 600 HV, företrädesvis ca 100 till 400 HV. Beläggningen 13 kan vara av vilket som helst material med angiven hårdhet och kan vara utvald ur den stora gruppen av material, såsom metaller, legeringar, oxider eller oxidblandningar med làg hårdhet, polymerer, eller kompositer därav. Ett föredraget material är ett material av metallisk karaktär som kan appliceras genom sprayning under användning av plasma, bågtràd eller HVOF. Materialet kan även appliceras genom galvanisk teknik eller tunnfilmsteknik, såsom DVD, CE PVD, etc. Ett speciellt föredraget beläggningsmaterial är en kopparbaserad legering, såsom en koppar-aluminiumlegering applicerad genom plasmasprayning såsom beskrives i ett exempel nedan.

Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas genom konkreta exempel vilka emellertid ej får tolkas inskränkande på uppfinningens omfattning. I dessa exempel avser delar och procenttal vikten om ej annat anges.

Exempel l Jämförande försök utfördes på en pilotbestrykare under användning av konventionellt låglegerat stål med härdad kantsektion och ett självjusterande blad enligt föreliggande uppfinning.

Betingelserna var: Baspapper: 34 g/m2 (Stora Enso) Bestrykningssmet: typisk rotokvalitet 80 torrdelar: Kaolin suprasmooth (Imerys) Talc Helicoat 533 GR (Luzenac) Acrilic latec pr8763x(BASF) 20 torrdelarz 5 torrdelar: 10 15 20 25 30 I a o u | | n n v: x c a n nu o 517 346 7 l torrdel: Kalciumstearat C104 (Nopcoat) Innehåll fasta beståndsdelar: ca 56% Viskositet: ca 1000 mPa Beläggningsbetingelser: valsapplikator, Beloit S-matic head Hastighet: 1200 m/min Bladtjocklek: 0,381 mm Bladfasning: 45' (stiff mode) Bladinställning pà tàn (48 till 49') Pàlagd beläggningsvikt: 8 g/nf per sida Stàlbladet hade en härdad kantsektion fràn Uddeholm (kallad ”referens”). Bladet enligt uppfinningen var utfört av samma stàlsubstrat som det som referens använda stàlbladet, dvs härdad kantsektion fràn Uddeholm med en koppar-aluminiumlegering som toppskikt (Sulzer Metco Diammalloy 1004) applicerat genom plasmasprayning vid atmosfärtryck, slipat till ett skikt av ca 50 pm efter sprayning (kallad ”uppfinningen").

De resultat som erhölls pà det bestrukna papperet efter korta pilotkörningar (ca 20 min) var: (Gardner) Referens: 8,7 glans Uppfinningen: 9,7 glans (Gardner) Burn-out-testet analyserades under användning av keops mottlingtest (Techpap-F) och resultaten anges i tabellen nedan.

TABELL Prov Mottling- Standard- index deviation Referens 4015 4/Fl sida l 65,88 2,08 4015 5/F2 Sida 2 75,44 3,78 Uppfinningen 4015 6/Fl sida 1 59,64 3,07 4015 7/F2 Sida 2 69,58 3,23 10 15 20 25 30 517 846 ' - c o u oo I denna test är fibertäckningen bättre ju lägre mottlingindex är.

Förbättringen i glans, ävensom vid burn-out-testet är relevant. Bladet enligt föreliggande uppfinning möjliggör snabbt uppnående av god bestrykningskvalitet med förkortad inkörningsperiod.

Exempel 2 Ett verkligt försök utfördes på en off-linebestrykare med följande betingelser: 70 g/m2 1 och 2 (precoat) Baspapper: Beläggningshuvuden: Hastighet: ca 900 m/min Beläggningsvikt: ca l0g/HF per sida Bladhàllarvinkel: 39' Bladtjocklek: 0,381 mm Bladtyp: samma som i Exempel 1, med 35' fasning (stiff mode) Varaktighet: 6 % timmar Den geometriska analysen av det slitna bladet visar rundad form vid ingången för bestrykningspastan enligt I detta speciella fall är det ca ioo pm. Detta uppfinningens beskrivning. värde som uppmättes för radien (r) bekräftar förmågan hos skiktet med låg nötningsresistens att anpassa hälens form till bestrykningspasteflödet som ett normalt stålblad, bakgrunden och teknikens ståndpunkt. såsom beskrivits i den tekniska

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 517 846 {}.=::-2..2ÉÄ:=-'"" 9 PATENTKRAV

1. Självjusterande blad för samverkan med en löpande arbetsyta, innefattande en stålremsa lángsträckt i en första riktning mellan första och andra sidor, varvid remsan har en kantsektion längs nämnda första sida för kontakt med nämnda arbetsyta, och varvid nämnda kantsektion är härdad till en hårdhet som överstiger den för den återstående delen av nämnda remsa, k ä n n e t e c k n a t a v en beläggning av material med låg nötningsresistens täckande i huvudsak hela nämnda kantsektion åtminstone pà den del därav som står i kontakt med arbetsytan.

2. Självjusterande blad enligt patentkravet 1, vari nämnda stålremsa utgöres av ett làglegerat stàl härdat till en hårdhet av mellan ca 400 och 600 HV, varvid nämnda kantsektion är ytterligare härdad till en hårdhet av mellan ca 700 och 900 HV.

3. Självjusterande blad enligt patentkravet 1 eller 2, vari nämnda material av låg nötningsresistens har en hårdhet av mellan ca 100 och 600 HV.

4. Självjusterande blad enligt något av de föregående patentkraven, vari nämnda stàlremsa utgöres av en kallvalsad härdad och tempererad remsa med sammansättningen (viktprocent): C 0,46 - 0,70; Si 0,2 - 1,5; Mn 0,1 - 2,0; Cr 1,0 - 6,0; MO 0,5 - 5 ; V 0,5 - 1,5; B s 0,01 ; Ni s 1,0 ; Nb s 0,2.

5. Självjusterande blad enligt patentkravet 4, vari nämnda material är utvalt bland rena metaller, legeringar, oxider, polymerer och blandningar därav. 10 517 846 10

6. Självjusterande blad enligt patentkravet 5, vari nämnda material är utvalt bland molybden innehållande upp till 4 % 02, Ni- eller Co-baserade legeringar, Cu-baserad legering, AlSi/polyesterblandnigar eller Co- baspolymerblandningar och rostfritt stäl.

7. Självjusterande blad enligt patentkravet 6, vari nämnda material utgöres av en koppar-aluminiumlegering.

8. Självjusterande blad enligt nàgot av de föregående patentkraven, vari nämnda kantsektion är försedd med en fasning.