辊子和制造辊子的方法
【专利摘要】一种在用于制造或改良纤维材料幅材，例如纸张幅材、纸板幅材或纸巾幅材的机器中使用的辊子(1)，该辊子包括辊子芯(2)、至少一个构造在该辊子芯上的粘着层(3)和至少一个构造在至少一个粘着层(3)上的陶瓷覆层(4)。至少一个陶瓷覆层(4)至少部分地具有混合氧化物陶瓷形式的氧化物。
【专利说明】辊子和制造辊子的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的在用于制造或改良纤维材料幅材，例如纸张幅材、纸板幅材或纸巾幅材的机器中使用的辊子和一种根据权利要求12的前序部分的用于制造这种辊子的方法。
【背景技术】
[0002]在用于制造幅材材料的机器中，辊子位于多个位置中。这些辊子满足用于引导和导引纤维幅材和/或绷网的不同的任务，这些辊子可以将纤维幅材脱水、压榨、平滑化或干燥。
[0003]根据权利要求1的前序部分的辊子例如应用为纤维幅材机的压榨部中的中心压榨辊子。在这里，从成形部件输入的纤维幅材直接接触辊子的表面。在辊隙中，利用中心压榨辊子使大部分的仍存在的剩余水分从纤维幅材中压榨出。随后，纤维幅材在自由牵引的情况下从辊子中被拉出，并且被运送到机器的下一部段中。这在一定的长度延展和由此导致的速度差的情况下发生。速度差决定性地确定了机器的效率。如果将纤维幅材不利地从辊子表面上撕下，那么纤维幅材过度延展并且在最坏的情况下被撕裂，这导致不期望且代价很高的机器停运。
[0004]以前，在该位置中使用花岗岩辊子，其材料具有带有不同的吸湿性的不同的相。然而，这种辊子在其耐污性方面不令人满意。频繁的维护是必需的，直到花岗岩辊子由具有外罩或涂层的现代辊子所取代。
[0005]根据现有技术的辊子通常在硬的辊子芯上具有氧化物陶瓷涂层。
[0006]例如由EP O 870 867 BI得知了一种具有这种氧化物陶瓷涂层的辊子。辊子具有涂覆到辊子的框架区段上的厚度为10ym至2000 μπι的陶瓷覆层，其中，辊子的外面的粗糙度艮为0.2 μ m至2.0 μ m，并且优选为0.4 μ m至1.5 μ m。陶瓷覆层包含50 %至95 %并且优选55 %至80 %的Cr2O3和3 %至50 %并且优选20 %至45 %的T1 2。可以附加地设置有其他金属氧化物。
[0007]在此，在公知的现有技术中不利的是，由于氧化铬熔融物以及原则上由氧化铬和氧化钛组成的混合物的高熔点和流变学的特性而必须不利地进行熔炼。这导致在等离子喷涂过程期间很小的涂覆率，这还导致层在原料成本和过程成本方面是昂贵的，因为需要多级的涂覆，以便达到足够的层厚。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的任务是，改进公知的现有技术，从而可以更好地加工原料，由此可以提高涂覆率并且因此可以降低原料成本和过程成本。
[0009]该任务在辊子方面通过权利要求1的特征部分，并且在方法方面通过权利要求12的特征部分分别与按类别的特征相结合地来解决。
[0010]在此，根据本发明设置的是，辊子包括至少一个陶瓷覆层，所述陶瓷覆层至少部分地具有混合氧化物陶瓷形式的氧化物。
[0011]在涂覆到辊子上之前混合、熔炼且引入到基本上单相的状态中的混合氧化物陶瓷可以比根据现有技术的传统的氧化物陶瓷涂层的各金属氧化物成分明显更经济地加工。涂覆率可以几乎翻倍，这减少了制造时间并且因此降低了过程成本。
[0012]此外可以更加节省材料地使用混合氧化物陶瓷形式的氧化物，因为在加工时的损失比在涂覆两种或更多种单个金属氧化物时的损失更小。
[0013]由从属权利要求得知本发明的其他有利的方面。
[0014]在此有利的是，混合氧化物陶瓷具有至少两种金属氧化物，其在涂覆到辊子之前熔炼并混合。
[0015]根据本发明的有利的方面，金属氧化物可以从氧化铬(Cr2O3)、氧化钛(T12)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化硅(S12)、氧化钇(Y2O3)中选出。所提到的氧化物可成本低廉地的得到。
[0016]优选地，混合氧化物陶瓷可以以Cr2Ti2O7或Al 2Ti03的形式存在。
[0017]根据本发明的有利的方面，混合氧化物陶瓷Cr2Ti2O7可以基于混合比为50%至95%、优选55%至80%的Cr2O3和3%至50%、优选20%至45%的T1 2来产生。
[0018]根据本发明的有利的改进方案可以设置的是，至少一个包括至少一种混合氧化物陶瓷的陶瓷覆层至少部分地由至少一个另外的陶瓷覆层覆盖。由此，通过混合氧化物陶瓷与纯氧化物陶瓷相比而减少的成本可以与纯氧化物陶瓷的生产率产生有利的关联。
[0019]优选地，至少一个另外的陶瓷覆层同样可以包括金属氧化物，该金属氧化物可以99.9%纯净地选定，由此可以改进耐腐蚀性。
[0020]在此，至少一个另外的覆层的金属氧化物可以从氧化铬(Cr2O3)、氧化钛(T12)、氧化铝(Al2O3)、氧化错(ZrO2)、氧化娃(S12)、氧化?乙(Y2O3)中选出。
[0021]至少一个具有混合氧化物陶瓷的陶瓷覆层优选应具有至少100 μπι至1200 μπι的厚度。由此，在预期的线性负载的情况下，在纤维幅材机的不同的位置中确保了足够的耐磨损性。
[0022]此外，根据本发明的有利的方面可以设置的是，辊子在其中最靠外的覆层上具有封涂部。该封涂部提高了辊子的耐腐蚀性。
[0023]封涂部可以具有聚合物，或者完全由聚合物构成。
[0024]根据本发明的有利的改进方案，作为另外的方法步骤，所述方法可以包括涂覆另外的陶瓷覆层。
[0025]优选地，另外的陶瓷覆层可以包括99.9%纯净的金属氧化物，其至少局部地覆盖陶瓷覆层。另外的陶瓷覆层提供了更高的耐摩擦性、更小的腐蚀倾向和改进的纸片释放特性(Blattabgabeeigenschaft)。
[0026]在另一可选的方法步骤中，可以将聚合物或包含聚合物的混合物封涂到混合氧化物陶瓷或另外的陶瓷覆层上。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]以下参考示例性的附图对本发明进行详细描述。其中:
[0028]图1示出根据本发明构造的辊子的第一实施例的非常示意性的局部剖视图；
[0029]图2以和图1相同的视图示出根据本发明地构造的辊子的第二实施例。
【具体实施方式】
[0030]在图1中以非常示意性的剖面图示出具有根据本发明的特征的辊子I的局部。为了视图的简化而不考虑辊子的弯曲。同样要注意的是，辊子I的各覆层的厚度没有按正确比例示出。仅象征性地表示出覆层的次序。
[0031]根据本发明构造的辊子I通常具有辊子芯2，该辊子芯可以由金属，例如钢或当前也可以由合成材料，尤其是纤维增强的合成材料构成。
[0032]辊子I可以在用于制造或加工纤维幅材，例如纸张幅材、纸板幅材或纸巾幅材的机器中的不同位置中应用。以下尤其探讨了中心压榨辊子在纤维幅材机的压榨部中的位置，因为在该位置中，在技术上对辊子I或其涂层有最高的要求。这尤其针对纸片释放特性、在压榨辊隙中高线性负载时的耐磨损性和潮湿环境中的耐腐蚀性。
[0033]在辊子芯2上首先设置有粘着层3，该粘着层用于在辊子芯2与下一层之间提供粘着力。
[0034]由于粘着层3可以根据现有技术构造并因此是公知的，所以无需详细描述。根据本发明，第一陶瓷覆层4构造在粘着层3上，该第一陶瓷覆层至少部分地由混合氧化物陶瓷的形式的氧化物构成。这种氧化物在专业术语的使用中也被称为所谓的MMO(混合金属氧化物 mixed metal oxides)。
[0035]根据本发明，这种混合氧化物陶瓷是如下陶瓷，其由至少两种不同的金属氧化物构成并且在加工到辊子I上之前引入到基本上单相的状态中。这通过将各金属氧化物成分喷涂到粘着层3的表面上之前，混合和熔炼这些金属氧化物成分来实现。
[0036]这种方法是已经公知的，并且通常包括如下步骤:混合金属氧化物、例如在电弧炉中熔炼混合物、凝固熔融物、折断以不规则的形状凝固的熔融物、碾碎和可能的热形式的再处理步骤以及筛分和筛选。包括熔化和雾化或烧结的其他方法同样是公知的。
[0037]优选的金属氧化物可以是氧化铬、氧化钛、氧化铝、氧化钇、氧化锆或氧化硅。这些材料中的两种或更多种在加工之前被混合和熔炼，以便随后涂覆到辊子上。加工借助常规的喷枪来进行，这些喷枪应用在HVOF方法或火焰喷涂方法中。
[0038]优选的实施方式规定的是，使用混合比为50%至95%、优选55%至80% Cr2O3和3%至50%、优选20%至45% 1102的氧化铬和氧化钛的混合物。于是，混合氧化物陶瓷基本上单相地作为Cr2Ti2O7存在。
[0039]氧化物的优点是多种多样的:其可较容易地加工，因为熔炼和混合不在火焰喷涂过程的期间进行，并且因此可以明显更有效地涂覆。在此，加工速度可以最高为常规的仅作为金属氧化物的混合物存在的混合物陶瓷的两倍。因此，在明显更短的时间内达到至少100 μπι的必需的层厚，这使得制造更加经济。所述的层厚基于预期的线性负载例如在纤维幅材机的压榨位置中是绝对必要的。
[0040]通过基本上单相的混合氧化物陶瓷的更好的熔化特性可以改进抗拉强度。这意味着，具有混合氧化物陶瓷的陶瓷覆层4比纯金属氧化物，例如氧化铬更好地粘着在粘着层3上。这提高了相对于粘着层3与陶瓷覆层4之间发生剥落的安全性。
[0041]作为腐蚀保护，封涂部7可以设置在接触纤维幅材的覆层4上，该封涂部例如包括聚合物，或者完全由聚合物构成。
[0042]在图2中，以和图1相同的视图示出本发明的第二实施例。与图1所示的实施例不同的是，在这里示出带有两个陶瓷覆层4、5的层结构。在此，具有纯金属氧化物，例如氧化铬的另一陶瓷覆层5施布到包含混合氧化物陶瓷或由其构成的陶瓷覆层4上。该纯金属氧化物以很高的纯度，例如纯度等级3N(99.9% )存在。
[0043]这在成本降低的情况下提高了辊子的性能，并且因此为客户提供明显的改进。纸片释放特性、耐磨损性和耐腐蚀性相对于常规的多相的陶瓷覆层得到改进，因为Cr2O3是更硬的进而不用有选择地剔出较不稳定的氧化物。为了作为纯金属氧化物来应用，还可以应用适用于制造混合氧化物陶瓷的金属氧化物，也就是说是氧化铬(Cr2O3)、氧化钛(T12)、氧化铝(Al2O3)、氧化错(ZrO2)、氧化娃(S12)、氧化纪(Y2O3)，其中，优选是氧化络(Cr2O3)。
【权利要求】
1.一种在用于制造或改良纤维材料幅材，例如纸张幅材、纸板幅材或纸巾幅材的机器中使用的辊子(I)，所述辊子包括辊子芯(2)、至少一个构造在所述辊子芯上的粘着层(3)和至少一个构造在至少一个粘着层(3)上的陶瓷覆层(4)，其特征在于，所述至少一个陶瓷覆层(4)至少部分地具有混合氧化物陶瓷形式的氧化物。
2.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述混合氧化物陶瓷具有至少两种金属氧化物。
3.根据权利要求2所述的辊子，其特征在于，金属氧化物是从氧化铬(Cr203)、氧化钛(T12)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化硅(S12)、氧化钇(Y2O3)中选出的。
4.根据上述权利要求中任一项所述的辊子，其特征在于，所述混合氧化物陶瓷以Cr2Ti2O7或Al 2Ti03的形式存在。
5.根据权利要求3所述的辊子，其特征在于，所述混合氧化物陶瓷Cr2Ti207是基于混合比为50%至95%、优选55%至80%的Cr2O3和3%至50%、优选20%至45%的T1 2来产生的。
6.根据上述权利要求中任一项所述的辊子，其特征在于，包括至少一种混合氧化物陶瓷的至少一个陶瓷覆层(4)是至少部分地由至少一个另外的陶瓷覆层(5)覆盖的。
7.根据权利要求6所述的辊子，其特征在于，所述至少一个另外的陶瓷覆层(5)包括纯度为99.9%的金属氧化物。
8.根据权利要求7所述的辊子，其特征在于，所述至少一个另外的覆层(5)的金属氧化物是从氧化络(Cr2O3)、氧化钛(T12)、氧化铝(Al2O3)、氧化错(ZrO2)、氧化娃(S12)、氧化钇(Y2O3)中选出的。
9.根据上述权利要求中任一项所述的辊子，其特征在于，所述至少一个具有所述混合氧化物陶瓷的陶瓷覆层(4)具有至少10ym至1200 ym的厚度。
10.根据上述权利要求中任一项所述的辊子，其特征在于，所述辊子(I)在其中最靠外的覆层(4、5)上具有封涂部(7)。
11.根据权利要求10所述的辊子，其特征在于，所述封涂部(7)具有聚合物，或者完全由聚合物构成。
12.—种用于制造在用于制造或改良纤维材料幅材、例如纸张幅材、纸板幅材或纸巾幅材的机器中使用的辊子⑴的方法，其中，所述辊子⑴具有辊子芯⑵、至少一个构造在所述辊子芯上的粘着层(3)和至少一个构造在至少一个粘着层(3)上的陶瓷覆层(4)，其特征在于，所述方法具有如下步骤:i)通过混合和熔炼至少两种金属氧化物来准备混合氧化物陶瓷形式的氧化物，ii)制造所述粘着层(3)，iii)通过适当的涂覆方法施布混合氧化物陶瓷形式的氧化物，用以形成陶瓷覆层(4)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括涂覆另外的陶瓷覆层(5)来作为另外的方法步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述另外的陶瓷覆层(5)包括99.9%纯净的金属氧化物，所述金属氧化物至少局部地覆盖所述陶瓷覆层(4)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括施布完全或部分地由聚合物构成的封涂层(7)的步骤。
【文档编号】D21F3/08GK104520505SQ201380041325
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2012年8月3日
【发明者】亚历山大·埃奇迈尔 申请人:福伊特专利公司