WO2004000470A1 - 均一塗工性、耐食性、耐摩耗性に優れ、濡れ性の高い塗工液転写ロール - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a metering roll used in the coating part of a paper machine or a paperboard machine.
- the general coating line of newspaper is shown in Fig.1.
- the coating line consists of a total of six rolls coated on the front and back of the paper using three rolls each. Paper is sent in the direction of the arrow. The paper dried in the dryer part 7 is sent to the coating part 8 and the coating liquid is applied on both sides.
- the coating solution is applied to the paper by an applicator roll 4 through a fountain roll 6 through a metering roll (coating liquid transfer roll 5). The amount of application is adjusted by the pressure between 4, 5 rolls and the speed ratio of each roll.
- Fountain roll 6 and application 4 are made of rubber or resin, but metalling roll 5 is made of low carbon steel etc. in old days, and hard chromium plating is applied to the surface, and the surface is finely cut by blasting. Although it was used after being roughened, the coating solution contained chloride ions due to changes in the coating composition, and pitting was generated in the carbon steel substrate, which did not withstand use. For this reason, it was manufactured using austenitic stainless steel, but the hard chromium plating layer was originally a channel porous and pin porous layer, and the coating solution reached the base material, and pitting corrosion by chloride ions occurred in one or two months. I got a lifetime. Disclosure of the invention
- the coating liquid transfer roll used in the coating part of a paper machine or a paper board machine, which is the present invention, will be described in more detail.
- the coating liquid transfer roll has an undersurface on the shell waist surface of the roll. A coat layer and / or a top coat layer is formed.
- a metal that can be used for the HVO F thermal spraying treatment of the undercoat layer of the present invention is nickel, and an alloy is a nickel-chromium alloy, a nickel-aluminum alloy, a nickel-chromium iron molybdenum alloy (no, steloy, etc.) And self-fluxing alloys such as nickel chromium silicone.
- alloys and ceramics include nickel chromium silicon poron containing tungsten oxide and silicon, tungsten oxide plated nickel chromium, tungsten carbide cobalt chromium, tungsten carbide chromium nitride, and the like.
- As the ceramics metal carbides, metal oxides and metal nitrides can be used.
- the undercoat layer having high corrosion resistance can be formed by thermal spraying.
- a ceramic mixture in which 5% and T 2 0 2 or A 1 2 0 3 are mixed and 2 to 40% and S 1 0 2 1 to 50% are mixed is preferable. Further, A 1 2 0 ceramics mixture was mixed T i 0 2 2 ⁇ 60% with respect to 3, or A 1 2 0 3 with respect also suitable ceramic mixture of Z r 0 2 combined 20-50% mixed.
- This top coat layer is plasma sprayed to a film thickness of 500 to 600 m or more.
- the porosity is about 1 to 20%, and then the surface of the coating layer is resin such as vinyl, phenol, epoxy, polyester, polyurethane, silicon, etc., corrected paper (Rule 91) Seal with a sealing agent such as sodium gay acid salt, hydroxyl acid salt, anaerobic methacrylate salt and phosphate.
- a sealing agent such as sodium gay acid salt, hydroxyl acid salt, anaerobic methacrylate salt and phosphate.
- the roughness of the roll outer surface is finished to a surface accuracy of Ra 0.2 to 0.4 m by polishing.
- the HVOF gun uses propane, propylene, hydrogen, kerosene or the like as the combustion gas, and in the case of ordinary atmospheric thermal spraying, a shroud nozzle for atmosphere control is further attached to the nozzle to flow argon and nitrogen gas.
- a shroud nozzle for atmosphere control is further attached to the nozzle to flow argon and nitrogen gas.
- the case is also characterized in that it forms.
- FIG. 1 is a view showing a coating part of the present invention and a dryer part which is a part before and after it.
- FIG. 2 shows a preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a view showing contact angle values of various films with respect to droplets when the color liquid is dropped.
- the undercoat layer and / or the top coat layer according to the present invention is thermally sprayed and sealed on the shell surface of the coating liquid transfer roll made of metal in papermaking process of paper machine, especially newsprint and high quality paper. Use the one that has been polished etc. for the application.
- a nickel aluminum alloy is thermally sprayed by HVOF on the shell surface of the metallic coating liquid transfer roll. Then, C r 2 0 3 (9 0%), T i 0 2 (5%) ⁇ Pi S i O 2 (5) sprayed to form a ceramic layer made of. After sealing this with an organic or inorganic sealing agent, the roughness of the roll outer surface is finished to R a 0.2 to 0.4 m.
- the excellent corrosion resistance of the treated film layer of the present invention was confirmed by the following examination. Attach test pieces to the right and left sides of a glass double-sided tube, add a medium-fine coating solution containing PVA and 3% salt, and insert the T-tube for 200 hours at a constant temperature of 45 Soaked in.
- the ceramic layer C r shows that corrosion of the gas phase portion was found 8 hours after immersion in the case of the thermometer containing the cop and that of the portion immersed in 24 hours after the immersion in the case of the thermometer containing N ⁇ Cr.
- the product of the present invention obtained by thermal spraying and sealing the 2 0 3 and the ceramic layer of the present invention, the ceramic layer of the T i 0 2 base was sprayed and sealed, no corrosion was observed even after immersion for 200 hours.
- a large amount of Fe was confirmed in the corroded portion. It has been found that the product of the present invention has excellent resistance to corrosion.
- a WC sprayed coating, hard chrome plating, and ceramics are applied to the SS 400 piece cut into 50 x 50 x 5 (mm), and the color droplets are approximately applied onto the coating.
- 3.1 Drops were dropped and the wettability to the color liquid was measured with an automatic contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Co., Ltd. Contact of the ceramic roll for the color liquid
- Ceramics thermal spray coating is very hard and smooth, so wear by a doctor blade called a wiper used to remove the coating liquid adhering to the roll barrel surface, and adjacent rolls ( It was possible to prevent wear due to contact with the application roll and fountain roll.
- the ceramic spray coating was excellent in wettability with the coating liquid, so the coating liquid could be applied uniformly to the paper.
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Description
明 細 書 均一塗工性、 耐食性、 耐摩耗性に優れ、 濡れ性の高い塗工液転写ロール 技術分野
本発明は抄紙機もしくは板紙抄紙機の塗工パートで用いるメタリングロール に関するものである。 背景技術
新聞紙の一般的な塗工ラインを第 1図に示す。 塗工ラインは紙の表面 ·裏面 にそれぞれ各 3本のロールを使って塗工する合計 6本のロールによって構成され ている。 紙は矢印方向に送られてくる。 ドライヤパート 7で乾燥された紙が塗工 パート 8に送られ、 両面に塗工液が塗られる。 塗液はフアウンテン口一ル 6から メタリングロール（塗工液転写ロール 5 )を経て、 アプリケータロール 4にて紙に 塗工される。 塗布量は各 4、 5ロール間の加圧力及ぴ各ロールの速度比により調 整されている。 メタリングロール表面処理材質としては、 数種類の材料が挙げら れ、 それぞれ異なる表面処理が行われている。
フアウンテンロール 6、アプリケ一夕口一ル 4はゴムまたは樹脂製であるが、 メタリングロール 5は古くは低炭素鋼等で作製され、 またその表面にハードクロ ムメツキを施し、 ブラストで表面を細かく荒らして使用に供していたが、 塗工成 分の変化により塗工液中に塩素イオンを含むようになり、 炭素鋼基材に孔食を発 生し使用に耐えなかった。 そのため、 オーステナイトステンレス鋼で製作し対応 を図ったが、 ハードクロムメツキ層は元来チャンネルポーラス、 ピンポーラス層 であり、 塗液が基材 達し塩素イオンによる孔食が発生して 1、 2ヶ月の寿命で めった。 発明の開示
製紙工程の塗工液転写プロセスにおいて従来使用されてきた金属ロールでは， 耐食性のほかにも、 均一性及び耐摩耗性に難点があった。 また、 より少量のサイ 訂正された用紙 （規則 91)
ズ液で均一なコーティング処理することが、 製造コスト低減のためにも求められ ていた。 これらの諸要件を満たすべく、 金属ロール表面の溶射処理に関し鋭意検 討した結果、 本発明を完遂するに到った。
本発明である、 抄紙機もしくは板紙抄紙機の塗工パートで用いる塗工液転写 ロールに関し、 更に詳細な説明を加えるが、 この塗工液転写ロールは、 ロールの シェル胴周面上に、 アンダーコート層および またはトップコート層を形成した ものである。
本発明のアンダーコ一ト層の HVO F溶射処理に用いることのできる金属と してはニッケルがあり、 合金としてはニッケルクロム合金、 ニッケルアルミニゥ ム合金、 ニッケルクロム鉄モリプデン合金（ノ、ステロイ等）、 ニッケルクロムシリ コンポロン等の自溶合金等がある。 合金とセラミックスとの混合物としてニッケ ルクロムシリコンポロンにタングステン力一バイ ドを含むもの、 タングステン力 ーパイ ドニッケルクロム、 タングステンカーバイ ドコバルトクロム、 炭化夕ング ステンニッケルクロム等がある。 セラミックスとしては、 金属炭化物、 金属酸化 物、 金属窒化物が利用できる。
アンダーコート材中に異種の材料を二層以上で溶射しても良い。 この一層の 厚さは 0. 1から 0. 2mm程度で、 合計した層の厚みを 0. 4mmまたはそれ 以上にする。 これらにより耐食性の高いアンダーコート層を溶射形成することが できる。
トップコート層に利用できるセラミックスとしては、 C r 203 50 ~ 9
5 %と T i 02もしくは A 1203を 2〜40 %と S i 02を 1~50 %混合した セラミックス混合物が好適である。 また、 A 1203に対し T i 02を 2~60 % 混合したセラミックス混合物、 または A 1203に対し Z r 02を 20〜50 %混 合したセラミックス混合物も適する。 T i 02の他に、 カルシウム、 ジルコニゥ ム、 マグネシウム、 イッ トリウム、 コバルト、 マンガンもしくはスズの酸化物ま たはそれらの混合物を含んでもよい。
このトップコート層は、 膜厚 500 ~ 6 00 mまたはそれ以上にプラズマ 溶射する。 気孔率は 1~20 %程度とし、 その後コーティング層の表面をビニー ル、 フエノール、 エポキシ、 ポリエステル、 ポリウレタン、 シリコンなどの樹脂、 訂正された用紙 （規則 91)
ナトリウムゲイ酸塩、 ェチルケィ酸塩、 嫌気性メタクリル酸塩及びリン酸塩など の封孔剤により封孔処理する。 さらに、 研磨によりロール外面の粗さが R a 0 . 2 ~ 0 . 4 mの表面精度に仕上げる。
また本発明では、 H V O Fガンは燃焼ガスとしてプロパン、 プロピレン、 水 素または灯油等を用い、 通常の大気溶射の場合、 また、 ノズルにさらに雰囲気制 御用のシュラウドノズルを付け、 アルゴン、 窒素ガスを流す場合も含み、 形成す ることを特徴とする。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の塗工パート及ぴその前後のパートであるドライヤパートを 示す図である。
第 2図は本発明の好ましい実施例を示す図である。
第 3図はカラー液を滴下した際の液滴に対する各種皮膜の接触角値を示す図 である。 発明を実施するための最良の形態
抄紙機、 特に新聞紙及び上質紙の製紙過程における金属製の塗工液転写ロー ルのシェル胴周面に、 本発明に基づくアンダーコート層及び/またはトップコ一 ト層を溶射処理し、 封孔処理、 研磨加工等を行ったものを当該用途に使用する。
以下実施例により、 具体的な形成膜とその形成方法を示すが、 本発明の内容 がこの例に限定されないことは当然である。
金属性塗工液転写ロールのシェル胴周面に、 ニッケルアルミ合金を H V O F にて溶射する。 次に、 C r 2 0 3 ( 9 0 % ) 、 T i 0 2 ( 5 % ) 及ぴ S i O 2 ( 5 ) からなるセラミックス層を溶射して形成する。 これに、 有機系または無機系封孔 剤で封孔処理したのち、ロール外面の粗さが R a 0 . 2〜 0 . 4 mに仕上げる。
このロールは、 第 1図に示した 5の箇所で使用される。 従来品 W C溶射皮膜 ロール、 ハードクロムメッキロ一ル、 S U S製ロールと本発明品であるセラミツ クスロールを使用し、 各ロールの表面特性並びに 1 0時間以上経過後の塗工性、 腐食性、 摩耗性を比較評価した。 その結果を表 1に示す。 本発明の極めて良好な 訂正された用紙 （規則 91)
使用結果が明らかとなった t
さらに第 3図に示すように、 5 0 X 5 0 X 5 (m m) に切断した S S 4 0 0 片に W C溶射皮膜、 ハードクロムメツキ、 セラミックスを施工し、 その皮膜上に カラー液滴を約 3 . 0 1滴下し、 協和界面株式会社製の自動接触角計でカラー 液に対する濡れ性を測定した。 カラ一液に対しては、 セラミックスロールの接触
訂正された用紙 （規則 91 )
角が最も小さく（4 8 . 4 ° )、 最も濡れ性に優れた製品であることが分かった。 同様の溶射処理と封孔処理を行った実機塗工液転写ロール （Φ 8 1 0 X 5 , 5 0 O mm L ) を作製し実用試験を行った結果、 さらに以下のことが明らかとな つた。 （1 ) 封孔処理により皮膜を環境遮断しているため、 塗工液による腐食を 防ぐことができた。 （2 ) セラミックス溶射皮膜は非常に硬いため、 塗工液中に 含まれる微小硬質粒子による摩耗を防ぐことができた。 （3 ) セラミックス溶射 皮膜は非常に硬く表面も滑らかなため、 ロール胴周面に付着している塗工液を除 去するために使用するワイパーと呼ばれるドクターブレードによる摩耗、 また隣 り合うロール（アプリケ一夕ロール、 フアウンテンロール）との接触による摩耗を 防ぐことができた。 （4 ) セラミックス溶射皮膜は塗工液との濡れ性に優れてい るため、 塗工液を紙へ均一に施工できた。 産業上の利用の可能性
アンダーコートとして金属皮膜層のサーメットを溶射し、 その上にセラミツ クス層をトップコートとして気孔率 1〜2 0 %程度で溶射し、 その後コーティン グ層の表面を有機系または無機系封孔剤により封孔処理し、 最終的には研磨によ りロール外面の粗さが R a 0 . 2〜0 . 4 i mの表面精度に仕上げることにより 形成された実機用ロールは、 適切な表面粗さ、 気孔率また塗工液との優れた濡れ 性により、 塗工液を紙へ均一に塗工することができた。 その上、 優れた耐摩耗性 能と環境遮断による耐食性の飛躍的改善により、 均一塗工性を長期間維持できる ことが明らかとなった。
訂正された用紙 （規則 91)
Claims
1. 製紙用塗工液転写ロールのシェル胴周面上に、 金属、 合金、 炭化物また はこれらの混合物を、 厚さ 0. 1から 0. 2 mm程度で H V〇 F溶射により 形成したアンダーコート金属皮膜層。
2. 請求項 1記載の金属皮膜層が、 異種の材料で二層以上形成した層からな り、 一層の厚さは 0. 1から 0. 2mm程度であって、-合計 0. 4mmまた はそれ以上であるアンダーコート金属皮膜層。
3. 請求項 1又は請求項 2記載のアンダーコート金属皮膜層上に、 セラミツ クスを膜厚 500 - 600 iimまたはそれ以上でプラズマ溶射したトップコ —トセラミックス層を含む表面処理層。
4. 請求項 3記載の表面処理層をビニール、 フエノール、 エポキシ、 ポリエ ステル、 ポリウレタン、 シリコンなどの樹脂、 ナトリウムケィ酸塩、 ェチル ケィ酸塩、 嫌気性メタクリル酸塩及ぴリン酸塩などの封孔剤で封孔処理した 表面処理層。
5. 請求項 4記載の表面処理層を研磨しロール外面の粗さが R a 0. 2〜0.
4 mである表面処理層。
6. 金属、 合金、 炭化物またはこれらの混合物を HVO Fガンで溶射するに 際し、 燃焼ガスとしてプロパン、 プロピレン、 水素または灯油を用い、 大気 中で行うか、 またはアルゴンまたは窒素の雰囲気制御下で行う請求項 1、 2 又は 3記載の表面処理層。
7. 請求項 5記載の研磨表面処理層を有し、 その気孔率が 1〜20 %程度で あり、外面の粗さ R aが 0. 2〜0. 4 ;imである製紙用塗工液転写ロール。
訂正された用紙 （規則 91)
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- 2002-12-26 JP JP2004515469A patent/JPWO2004000470A1/ja active Pending
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