[发明专利]造纸机的辊和制辊方法

说明书

本发明涉及造纸机所用的辊，在该辊的圆柱形外壳上有一多孔涂层，以及制辊方法。

本发明的辊可以用作例如压榨部分的中心辊，或压光辊，卷筒纸直接与该辊接触并且从该辊脱开，或者用作例如带沟槽的辊或吸辊（或者丝网导辊、毛毡导辊，撒布辊），这些辊用在造纸机上直接与纤维，例如与毛毡或丝网接触，或者用作干燥辊筒，卷绕机的辊，或输送辊。

带涂层的辊在造纸机或纸张压光机上有各种不同的应用，例如用作压辊，吸辊，压光机或高度压光机上的软辊，等等。不同的应用和不同的工艺过程对辊的涂层提出了不同的性能要求。例如，涂层的不同性能因素有：在一定的温度下的硬度，温度稳定性，压力稳定性，化学稳定性，表面光滑度，抗机械性损伤的能力，弹性，表面能，与纸的脱离性，导电性和抗老化性。

众所周知，造纸机的挤压部分常应用花岗岩做的石头辊。选用花岗石是由于其表面特性可以使卷筒纸以一种可控制的方式从石质表面脱开。另外，花岗岩对刮刀的磨损作用还有良好的抵抗能力。但是花岗岩有一定的缺点。由于它是一种天然材料，其性质是变化的，花岗岩的内部缺陷及其碎裂倾向严重地影响到它在某些方面的应用。花岗石还是一种重材料，它增大了结构振动的倾向。石头辊的重量还会在提升装置的尺寸和造纸机的基础上反映出来。

已知还有合成石质辊，其原理相当于用聚合物涂层的辊，也就是把石粉（例如石英砂）加入到硬橡胶和聚氨酯里面。这类辊的缺点是卷筒纸对辊面的粘附性太强，辊的机械强度也差。

本申请人的FI  70723号专利描述了一种压光辊。其表面层由一种金属粉和一种无机物质的混合物构成。金属的用途是起一种粘合剂的作用，增加辊子涂层的韧度。无机材料的用途是为了获得有适当表面能的抗磨表面，因为辊面的表面能必须保持在某种限度内，以便有可能使卷筒纸以一种可控制的方式从压辊表面脱开。本申请人的FI  853544号专利申请还涉及一种类似的辊，其中的金属成份是一种含铬的不锈钢，铬用来增加钢的抗腐蚀性。

FI  882006号专利申请，描述了一种辊，该辊的外表面由含有大量碳化物的区域及位于其间的基本区域组成。

在US  4704776号专利中描述了一种造纸机压辊，它有金属的机身，其上有金属基的涂层，涂层的膨胀系数比金属机身表面的膨胀系数小，金属涂层在金属机身表面上形成一种带1-30%孔隙率的陶瓷层。

在先有技术的辊中，总是很难获得足够好的、同时又是不同的表面特性，例如，孔隙率就引起了问题。如果孔隙率太低，辊面上的水保持率和可湿润性就维持不住，因而使湿的卷笥纸不能均匀地脱开。如果孔隙率相反地太高，水保持率太高，结果是脱水能力降低，其后果是纸的含水量太高，强度和耐用性较差，因而，最终使该辊无法使用。

为了生产低孔隙率的表面从便增加强度，早期曾使用刷子或使用喷涂用塑料封闭剂封堵微孔。

在上述US  4704776号专利中，这个问题已经通过改变不同涂层的孔隙率来调整保水性的办法解决了。

本发明的一个目的就是从卷筒纸的脱开、抗腐蚀性和强度性能方面进一步发展在FI  882006和FI853544号专利申请中以及在FI70273号公开件中所描述的辊。

本发明的另一个目的是，通过发展辊的强度性能而不减弱纸的脱辊性能，进一步消除先有技术中关于辊的孔隙率的问题。

为达到这些目的，本发明的辊的主要特征在于：利用由一种电解质构成的涂敷剂以电化学方法把微孔封死。

本发明关于制造这种辊的涂层的方法的特征包括下述步骤：

首先用一种本身被称为热喷涂的方法形成一多孔的涂层，然后，在该多孔涂层的内部和/或在该多孔涂层上面形成一电解质涂层，把微孔从多孔涂层的底面到外表面封住，并且越出多孔涂层，因而改变了涂层的表面特性并且增强了涂层。

本发明优选的实施例在从属权利要求中有详细说明。

用众所熟知的铸造技术制造的辊体以及端部和轴颈可以用于本发明中。这种辊体主要是用来产生辊的机械强度，而辊的表面特性和表面强度则以一种独特的方式获得。

本发明的辊的多孔表面可以用几种不同的方法制作，这些方法已在FI  70273号专利和FI  853544号专利申请里描述过了，本发明的辊的多孔表面最好采用热喷涂的方法加工。

本发明的多孔涂层的孔隙大小根据发明要求最好为5-50微米，孔隙的体积为多孔涂层的4-30%，而涂层厚度为0.2-1.5毫米。

根据本发明，采用电化学方法封堵导电的、多孔弱导电的、绝缘陶瓷的、金属的或金属-陶瓷的涂层。