[发明专利]造纸辊筒及其制造方法

说明书

本发明涉及一种造纸用的辊筒，尤其涉及压榨中的一种中心辊筒，纸幅与该辊筒直接接触并由此辊筒分离开，在该辊筒的圆柱形罩层上形成一层复合结构。

本发明还涉及制造按照本发明的辊筒的方法。

众所周知，在造纸机的压榨区段中使用由花岗岩制成的石辊。普遍使用花岗岩完全基于其表面特性，这种特性使得纸幅可控地由石辊分离开。此外，花岗石能很好地承受刮刀的磨损作用。

不过，花岗岩也有某些缺陷。由于它是一种自然材料，因此它的性质是变化的，而且，花岗岩内部的裂纹以及其爆裂的倾向对其用于某些用途构成了严重的障碍。此外，花岗岩辊比较笨重，因而增加了结构振动的趋势。石辊的重量也反映在造纸机的提升设备及机座的尺寸上。

在现有技术中，人造石辊也是已知的，它主要是一种表面涂覆聚合物的辊筒，在这种辊筒中，将例如石英砂的岩石粉末加在硬橡胶或氨酯中。这些辊筒的缺陷一直表现在纸幅与辊筒表面的过份粘连以及其机械强度差的问题。

在本申请人的芬兰专利第70273号中描述了一种压榨辊，其表面层由金属粉末和一种无机物的混合物构成的。金属的功能是起粘合剂的作用并增加辊筒涂覆层的韧性。无机物的功能是提供具有适宜的表面能的耐磨表面，因为辊筒表面的表面能必须在一定的范围内，以便纸幅由压榨辊的表面的分离开是可控的。

在本申请人的芬兰专利申请第853544号的辊筒中，适宜的表面能已实施得更好，使得金属成分明显地为含有铬的不锈钢，金属中铬的含量为9-35%。含有丰富的铬的不锈钢是一种亲水性材料（铬可增加亲水性）。另一方面，借助铬的合金化，可在结构中获得耐磨的铬的碳化物。铬还增加钢的耐腐蚀性。在这样一种“合金”中，陶瓷材料如碳化铬钢本身相分离。

在本申请人的芬兰专利申请第882006号中叙述了一种解决方案，这种方案的主要目的是要提供一种辊筒和制造这种辊筒的方法，借助这种辊筒纸幅由辊筒表面的分离开是可控的，而且辊筒的耐热性以及抗机械应变的能力还更好。考虑到实现这种目的，芬兰专利申请第882006号中叙述的辊筒的特征在于：辊筒涂覆层的外表面包含富碳化物的区域和位于该区域之间的结合料区域组成的。

本发明的主要目的是提供一种制造辊筒的方法以及借助这种方法制造的辊筒，借此，纸幅由辊筒表面的分离可以比现有技术更容易得到优化，而且辊筒的长期抗腐蚀能力更加可靠。

考虑到实现上面所述目的以及下面对本发明的详细描述，本发明的辊筒的主要特征在于：辊筒表面配置以一层即能防止辊筒磨损又能提借良好的纸幅分离特性的表面层，该表面层是用由金属相和陶瓷相均处于相同的粉末颗粒内的粉末进行热喷镀而形成的，辊筒表面还配置以防腐蚀的致密层，该致密层是由其铬含量为10-29%的不锈钢制成的，该致密层介于表面层和辊筒罩层之间，所述致密层的功能是防止辊筒罩层受腐蚀并促进该表面涂覆层与辊筒的粘附性。

另一方面，本发明的方法的主要特征在于：在辊筒表面上形成了一层即能防止辊筒磨损又能提供良好的纸幅分离特性的表面层，该表面层是用由金属相和陶瓷相均处于相同的粉末颗粒内的粉末经热喷镀而形成的;在辊筒表面还设置一抗腐蚀的致密层，该致密层是由其铬含量为10-29%的不锈钢制成的，该致密层介于表面层和辊筒罩层之间，其功能是防止辊筒罩层受腐蚀和促进该表面涂覆层与辊筒的粘附性。

出现在本发明辊筒的涂覆层中的陶瓷是钨、铬、钛、铌和硼的碳化物或这些碳化物的混合碳化物。防止腐蚀的中间层通过熔敷焊或以薄钢板套衬该罩层的方式加到该辊筒上。为使新的表面涂覆层可以加在其形状已加工出来的现有防腐层上，该防腐层的厚度必须至少为0.5毫米。防腐层的致密度高于96%，而且，考虑到提供和保证必要的和合适的致密度，防腐层可借助激光熔化、感应熔化、等离子体熔化、火焰熔化或电子束熔化的方式进行致密。在本发明的辊筒中，表面涂覆层的显微硬度高于900HV0.3。由于表面层具有这么高的显微硬度，表面涂覆层的厚度才可能很薄，不过至少应有30微米。表面涂覆层的粘附强度高于50兆帕。借助于热喷镀就可生成该防腐层。如果需要，可以将诸如氟塑料或酚醛树脂的有机材料浸渍进该表面层内，表面层的表面粗糙度低于Ra5.2微米。如果需要，表面层和防腐层之间可以有一层独立的粘附层。

借助于本发明，可以获得许多超过现有技术解决方案的显著优点，这些优点中下述优点须加以陈述。本发明的方法使应用本发明的主题辊筒类型的辊筒更为经济，因为，当辊筒的表面涂覆层逐渐磨蚀时，防腐层基于其厚度（超过0.5毫米）的关系，辊筒仍可以重新研磨成它的形状，然后再涂覆上一层新的表面涂覆层。