JP2000509114A - クレープ加工ブレード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ドライヤ・シリンダから移動している紙ウェブを分離するクレープ加工ブレードであり、このブレードが前記シリンダに係合する刃先部または先端部を有し、シリンダからの分離中に移動ウェブに絶えずあたっている。本発明は、前記刃先部または先端部がウェブにあたるその第１部分に耐摩耗性コーティングを備えており、前記刃先部のシリンダと係合する他の部分がコーティングなしか、あるいは非耐摩耗性材料で被覆してあり、前記他の部分が滑り摩耗を受けやすくなっているようにした改良にある。

Description

【発明の詳細な説明】 クレープ加工ブレード 本発明は、移動している紙ウェブを剛性のドライヤ・シリンダから分離して多 孔性の紙製品、いわゆるティッシュを形成するためのクレープ加工ブレード（cr eping blade）に関する。 発明の背景 スクレーパまたはドクター・ブレードは種々の目的のために製紙産業界で広く 使用されているが、たいていの場合、それらの機能は回転しているロールの表面 から材料または残渣をふき取るか掻き取ることにある。ブレードの特殊な用途と しては、ティッシュ製造のためのクレープ加工ブレードとして使用することがあ る。このようなブレードは、紙ウェブを剛性ドライヤ・シリンダ（通常、鋳鉄シ リンダ）からその表面をこすって引き離すことを目的としている。同時に、ブレ ードの頂面または刃先面が紙に圧縮作用を加え、それによって、ティッシュ製品 の典型的な縮み構造を創り出している。 クレープ加工ブレードは広範囲にわたって摩耗を受けるので、その寿命を延ば すための種々の技術が使用されている。たとえば、シリンダに係合しているブレ ード部分へ耐摩耗性材料を添加するとかを行っている。ブレードの頂面または刃 先面の補強材の一例として、セラミック表面硬化物が、ブレードの摩耗を減らす ための実際的な解決策として現在使用されている。このようなセラミックのコー ティングは、通常、焼き入れ焼戻し炭素鋼から作ったブレードに塗布される。こ れは、たとえばプラズマ溶射のような溶射によって塗布され得る。 ドクター・ブレードまたはスクレーパ上にこのような耐摩耗性コーティングを 施す技術の例としては、英国特許第978,988号、同第1,289,609号、同第2,130,92 4号に見出される技術がある。これらの従来技術はすべて、回転 しているシリンダの表面に係合しているブレード部分に耐摩耗性コーティングを 施すことに向けられたものである。 発明の概要 本発明は、クレープ加工ブレードの設計に関するまったく異なる概念に基づい たものであり、この概念によれば、ほぼ一定のティッシュ品質を維持しながらブ レードをより長い期間にわたって使用することができる。 したがって、本発明の一目的は、実質的に延長された寿命を有し、しかも高い ティッシュ品質を得ることのできる新しいクレープ加工ブレードを提供すること にある。本発明の別の目的は、移動している紙ウェブにあたるブレード部位に耐 摩耗性コーティングを備えるクレープ加工ブレードを提供することにある。 本発明のさらに別の目的は、移動しているシリンダに係合するブレード部分を 実質的にこのような耐摩耗性コーティングで覆わない状態に残し、この未被覆部 分に或る程度の量の摩耗を与えることにある。 本発明のまた別の目的は、ブレード摩耗にもかかわらず、シリンダに対するブ レードのほぼ一定の係合単位圧力を維持できるように設計したクレープ加工ブレ ードを提供することにある。 これらの目的ならびに以下の説明から明らかとなるであろう他の目的のために 、本発明は、移動している紙ウェブをドライヤ・シリンダから分離するためのク レープ加工ブレードであって、前記シリンダと係合する刃先部あるいは先端部を 有し、シリンダからの分離中に移動ウェブに絶えずあたっているクレープ加工ブ レードを提供する。本発明による改良では、前記刃先部または先端部がウェブと あたるその第１部分は耐摩耗性コーティングを備えているが、前記刃先部または 先端部の、シリンダに係合している他の部分は被覆されてないか、または非耐摩 耗性材料で被覆されていて、この他の部分が 滑り摩耗を受けやすくなっていることを特徴とする。 本発明の好ましい具体例において、クレープ加工ブレードは少なくとも約０. ５mmの厚みを有する。ブレードの厚みの上限は、特に臨界的ではないが、通常２ 〜３mmを超えない。特に実際的な範囲は、約０.８mmから約１.２mmまでである。 分離中に移動している紙ウェブにあたるブレード部分の摩耗を減らすのに使用 する耐摩耗性コーティングは、好適にはセラミック材料からなることができるが 、また他の耐摩耗性材料、たとえば金属材料あるいは複合材料も使用し得る。特 に好ましいのは、溶射、たとえばプラズマ溶射によってか、あるいはＰＶＤ（物 理蒸着法）またはＣＶＤ（化学蒸着法）によって施したセラミック材料を使用す ることである。 耐摩耗性コーティングは、好ましくは溶射された材料からなり、金属酸化物、 珪酸塩、炭化物、硼化物、窒化物およびそれの混合物から適当に選ばれる。 特に好ましいセラミック材料としては、アルミナ、クロミア(chromia)、ジル コニア、炭化タングステン、炭化クロム、炭化ジルコニウム、炭化タンタル、炭 化チタンおよび硼化物がある。 本発明に従って施された耐摩耗性コーティングは、好ましくは約１〜100ミク ロンの範囲内の厚さを有する。しかしながら、このコーティングはその上限を超 えた厚さでもよい。 本発明によるクレープ加工ブレードにおいて使用される材料は、好ましくは金 属ストリップの形をした金属、重合材料または複合材料であり、特に好ましいの は、このような金属ストリップが熱間圧延鋼または冷間圧延鋼からなることであ る。ブレード用材料として焼き入れ焼き戻し炭素鋼を使用すると適切である。 本発明の別の好ましい具体例においては、クレープ加工ブレードは、頂面また は刃先面、シリンダに対面する側面；前記シリンダに係合している前記表面間の 接合部および前記接合部に沿って延びており、接合部分上に幅が狭い摩耗ランド 部を形成する、前記側面に設けたくぼみを有するほぼ平らなストリップからなり 、前記ランド部が移動しているシリンダ表面に係合しやすくなっている。 このような具体例において、ブレードの作動サイクルを通じてシリンダ表面に 係合する摩耗ランド部表面がほぼ一定に留まるように前記くぼみを設計すると好 ましい。 さらに、このような具体例に関連して、摩耗ランド部と反対側のブレード表面 は、耐摩耗性コーティングを備え、ブレードの前記頂面あるいは刃先面を広げる ようになっている。これは、摩耗深さを増大させ、しかもクレープ加工効率およ び一定のティッシュ品質を維持することになる。 前記くぼみは非耐摩耗性材料で満たしてもよい。別の態様として、前記他の部 分が未被覆であってもよい。 以下、添付図面を参照しながら本発明をさらに詳しく説明する。添付図面にお いて： 図１は、移動しているシリンダ表面に対するブレードの係合部位に隣接した領 域を示す概略側断面図である。 図２および図３は、ブレードの寿命を通じてのブレードの滑り摩耗を示してい る。 図４は、動作中に生じるブレード先端の浸食を示す概略側面図である。 図５は、耐摩耗性コーティングを備えたブレードの刃先部を示す側面図である 。 図６は、シリンダに係合しているブレード先端が若干摩耗した後の対応す る側断面図である。 図７は、修正された摩耗部のデザインを備えたブレードの具体例を示す概略断 面図である。 図８は、同じ原理に基づいたブレード先端のデザインの別の具体例を示す図で ある。 図１は、移動しているシリンダ１の表面とクレープ加工ブレード５の刃先部ま たは先端部との間の係合領域を示している。シリンダ１は、矢印ａ）の方向に移 動し、紙ウェブ３をブレード５の刃先面１１まで移送する。図１において、ブレ ード５は頂面１１とシリンダに対面する側面１３を結ぶ刃先９のところでシリン ダ１の表面に係合する。紙ウェブ３がブレード５の表面１１にあたったとき、こ の紙ウェブがシリンダから引き離され、紙に加わる圧縮作用によって、紙ティッ シュ製品７の典型的な縮み構造が創り出されることになる。 ティッシュ製品の製造では、２種類の摩耗がブレード５の刃先部に生じる。ま ず、滑り摩耗が、ブレード５の、移動しているシリンダ表面との係合点で生じる 。第２に、紙ウェブ３と絶えずあたっているブレード５の頂面または刃先面１１ が、図４に概略的に示すように、広範囲にわたる摩耗または浸食を受けることに なる。 図２および３は、第１タイプの摩耗、すなわち、移動しているシリンダ表面に 対する滑り摩耗に係わる状況を示している。図２は、ブレード５によってシリン ダ表面へ加えられる特定圧力（specific pressure）を対数尺度に関する時間の 関数として示しており、図３に示すように摩耗の進行につれて、ブレードの一定 線形荷重で特定圧力は減少する。作業開始時点で加えられる特定圧力は非常に高 いが、時間と共に接触面積が増加するために減少する。点ｃ)のところで、シリ ンダに対する特定圧力は、ウェブの適切な分離を確 保するには不充分となり、ブレードの交換が必要である。 第２の摩耗、すなわち、ブレード１５の刃先面または頂面１１にあたっている ときのウェブの摩擦作用によれば、ウェブは図４に示すようにブレードの局部的 な摩耗を生じさせる。一定の縮み構造を得るためには、ブレード５がウェブ３と 接触している領域の幾何学的形態が非常に重要である。したがって、ブレードに あたっているウェブの摩擦作用は、適切な手段が採られなければ、縮み特性の変 化の原因となる。 本発明による解決策を図５〜８に示した具体例で説明する。この問題解決策は 、シリンダに係合しているブレード部分が耐摩耗性コーティングを備えていない か、あるいは非耐摩耗性コーティングを備えており、移動している紙ウェブの分 離時にこのウェブと接触するブレード刃先部を耐摩耗性コーティングで被覆する というブレード設計を行ったことにある。図５の具体例においては、このような 耐摩耗性コーティング１９（たとえば、セラミック・コーティング）がブレード ５の頂面または刃先面１１に設けてあるのに対し、シリンダに対面するブレード の側面１３は被覆せずにそのままとしている。したがって、動作中、シリンダ１ に係合する表面１３の最外方部分は、図６にランド部７の摩耗部分によって示す ように、摩耗を受けることになる。このようにして、シリンダ１との係合点での ブレードの意図的な摩耗によって、図４に示すように紙ウェブ３がブレードにあ たる摩擦作用点あるいは浸食点が摩耗の進行につれて右に移動し、その結果、所 与の縮み特性を全作業中で維持することができるのである。 図７は、ブレード先端の設計に関する別の具体例を示している。本具体例にお いて、シリンダに対面している表面１３は、ブレードに沿って延びていて幅の狭 い摩耗ランド部または摩耗面１７を形成するくぼみを備えている。この摩耗ラン ド部１７が、作業中、移動しているシリンダ表面と係合するこ とになる。図７からわかるように、本具体例においては、シリンダに常に係合す る表面１７がくぼみ１５の底部に達するまで摩耗期間を通じて形成され、ブレー ドの一定線形荷重で特定係合圧力が維持されることになる。 移動している紙ウェブ３との係合面を大きくするために、ブレードの頂面また は刃先面に耐摩耗性コーティングを施すばかりでなく、ブレード５の、摩耗ラン ド部１７およびくぼみ１５の最内方部分の反対側の側面にも耐摩耗性コーティン グ２１が設けられる。 図８は、図７と同じ原理に従って作動する具体例を示しているが、くぼみ１５ の形状が変更されている。さらに、図７に示す具体例におけるように外部耐摩耗 性コーティング２１を使用することなく、ブレード厚さを大きくすることによっ てブレードの長寿命を可能としている。 実施例 １ １.２mmの厚さを有し、耐摩耗性コーティングのない鋼製ブレードをクレープ 加工機で使用した。このブレードは、図５に示す形態を有するが、セラミック・ コーティングを備えていない。このブレードを約２６時間使用した後、摩耗の観 点から分析した。摩耗ランド部７は、図６に示すような形を持ち、幅は約１mmで あった。しかしながら、ブレード刃先の当初の１０°傾斜負角が浸食によって変 化し、縮み構造が変わっていた。 実施例 ２ ２回目の試験では、同じブレードを使用したが、この場合、ブレードには約５ ０μｍの厚みを有する図５および６に示すようなセラミック・コーティングを設 けた。クレープ加工を２６時間行った後、ブレードを分析した。摩耗ランド部７ が同じ程度の大きさ、約１mmであったが、移動している紙ウェブ３と係合する表 面１１上の耐摩耗性コーティングの存在により、衝突部位での幾何学形状寸法に 変化は見られず、一定縮み構造を持つティッシュ製品 が製造された。 上述した限定するつもりのない実施例によって説明した発明概念により、全動 作サイクルを通じて一定の構造、特性を持つティッシュ製品を製造することが可 能となる。これは、シリンダ表面に対する滑り摩耗が許されるブレード設計を使 用することによって可能となり、それによって、ブレード５の刃先面と移動して いる紙ウェブ３の間に移動接触部位を創り出すことができるのである。ブレード に施した耐摩耗性層は摺動動作を妨げない厚さとする。さらに、比較的厚いブレ ード、少なくとも先端部分のところでたとえば１mm以上の厚さのブレードを使用 してかなりの程度の滑り摩耗を可能とすると好ましい。 ここで、本発明が、ブレード形態、ブレード材料、ブレード・タイプおよび耐 摩耗性コーティングの特性に関して説明した具体例に限定されるものではないこ とを了解することが重要である。設計、材料その他についての種々の変更態様が 当業者には明らかであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ドライヤ・シリンダから移動している紙ウェブを分離するためのクレープ加 工ブレードであって、前記シリンダに係合する刃先部または先端部を有し、シリ ンダからの分離中に移動ウェブに絶えずあたっているクレープ加工ブレードにお いて、前記刃先部または先端部がウェブにあたる第１部分に耐摩耗性コーティン グを備え、シリンダに係合する他の部分がコーティングなしか、または非耐摩耗 性材料で被覆されていて、この他の部分が滑り摩耗しやすくなっていることを特 徴とするクレープ加工ブレード。 ２．ブレードが少なくとも約０.５mmの厚みを有する請求項１記載のクレープ加 工ブレード。 ３．耐摩耗性コーティングが、セラミックもしくは金属材料またはそれらの混合 物からなる請求項１または２記載のクレープ加工ブレード。 ４．耐摩耗性コーティングが溶射された材料からなる請求項３記載のクレープ加 工ブレード。 ５．耐摩耗性コーティングがＰＶＤまたはＣＶＤによって施された材料からなる 請求項３記載のクレープ加工ブレード。 ６．セラミック材料が、金属酸化物、シリサイド、炭化物、硼化物、窒化物およ びそれらの混合物から選ばれる請求項３または４記載のクレープ加工ブレード。 ７．セラミック材料が、アルミナ、クロミア、ジルコニア、炭化タングステン、 炭化クロム、炭化ジルコニウム、炭化タンタル、炭化チタンおよび硼化物から選 ばれる請求項６記載のクレープ加工ブレード。 ８．刃先の前記第１部分が被覆端面を備え、この被覆端面が、約４５°から120 °の範囲内で刃先の前記他の部分に対して角をなしている請求項１〜７のいずれ か一項に記載のクレープ加工ブレード。 ９．耐摩耗性コーティングが約１〜１００μｍの範囲内の厚さを有する請求項１ 〜８のいずれか一項に記載のクレープ加工ブレード。 10．金属のストリップ、重合材料、複合材料からなる請求項１〜９のいずれか一 項に記載のクレープ加工ブレード。 11．前記金属ストリップが、熱間圧延鋼または冷間圧延鋼からなる請求項１０記 載のクレープ加工ブレード。 12．先端面または刃先面(11)を有するほぼ平らなストリップと、シリンダに対面 する側面(13)と、前記シリンダに係合する前記表面間の接合部(９)と、前記接合 部に沿って延びていて、前記接合部上に移動しているシリンダ表面と係合する幅 の狭い摩耗ランド部(17)を形成する、前記側面(13)に設けたくぼみ(15)からなる 請求項１〜７のいずれか一項に記載のクレープ加工ブレード。 13．前記くぼみ(15)が、シリンダ表面に係合する摩耗ランド部表面がブレードの 全作動サイクルを通じてほぼ一定に留まるように設計された請求項１２記載のク レープ加工ブレード。 14．摩耗ランド部と反対側の側面が耐摩耗性コーティングを備えていて前記頂面 または刃先面を広げており、クレープ加工効率を維持しながら摩耗深さを増大し ている請求項１２または１３記載のクレープ加工ブレード。 15．前記くぼみ(15)が、非耐摩耗性材料で充填されている請求項１２〜１４のい ずれか一項に記載のクレープ加工ブレード。 16．前記他の部分がコーティングされていない請求項１〜１４のいずれか一項に 記載のクレープ加工ブレード。