專利名稱：用于輥上涂層的密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于密封輥的涂層、尤其是它的中間層的方法，特別是壓輥的中間層如壓輥或具有延伸壓送輥的支撐輥的中心輥，或在紙漿、紙、板或精加工機中使用的砑光輥的中間層，還涉及一個輥子和輥子的涂層。輥子的涂層，尤其是熱噴涂層，由于給涂層加密封可提高它的抗腐蝕性和不滲透性。
在紙張和紙板機械中，帶有陶瓷和合金陶瓷涂層的輥子大體上代替了早期技術(shù)中應用的花崗巖輥。當帶有陶瓷或合金陶瓷的輥發(fā)生程度不同的腐蝕時，尤其在較惡劣的條件下，引起輥子的侵蝕、涂層的分層和輥子的磨損以至逐漸變得不能使用。通過熱噴涂方法在輥上制涂層通常留有一些孔隙，這將允許潮濕通過多孔表面向內(nèi)金屬層不斷滲透，從而引起腐蝕所以由涂層提供的抗腐蝕保護是不充分的。在紙和板工業(yè)中的工藝條件不斷地變得越來越惡劣，并且由于為了環(huán)境保護提高工藝水循環(huán)的趨勢和向更有腐蝕性的工藝環(huán)境變化連同其它原因一起對設(shè)備提出要求。
已有了一些嘗試來提高輥的抗腐蝕能力，例如在陶瓷或合金陶瓷涂層和輥的外殼之間提供金屬或合金陶瓷層。在FI專利86566,82094和84506中描述了這種方法。FI專利申請971541公開了一種在多孔陶瓷外層的下面的不透性中間層的應用，其中中間層的不透性通過高速火焰噴涂的方法得到。
密封陶瓷涂層的外層也有一些嘗試。在W097/15719中批露了一種用無機乳液密封陶瓷涂層的技術(shù)。其中，一單獨的提高粘附力的層位于陶瓷涂層的下面，并且陶瓷涂層本身由單一的多孔層形成，它的孔隙率的降低可以通過噴涂步驟之后在輥表面上供給無機乳液達到。在EP專利申請0481321中，描述了一個用于造紙機的輥，為了密封陶瓷涂層的多孔在其上供給合成樹脂或蠟。提及到普通的環(huán)氧樹脂作為一個合適的合成樹脂的例子。在FI專利90098中，描述了一種用于噴涂輥子的方法，其中聚合物的非鄰近區(qū)域供給到輥子表面，只在輥子的部分長度上滲透輥子外表面的陶瓷涂層。因此，所有引證公開的內(nèi)容都是為了用密封劑密封陶瓷涂層外表面的孔以便防止腐蝕的物質(zhì)透入到涂層之下。
根據(jù)已有技術(shù)的密封系統(tǒng)的后一種類型的問題在于用于密封劑的材料改變了輥表面的性質(zhì)，另一方面密封劑快速地從輥表面丟失從而進一步改變了表面性質(zhì)。這使得造紙機的運轉(zhuǎn)性能的控制變得困難并且增加了紙片破損的危險。顯然，對一種不透性輥子涂層和密封輥子表面的方法有一個緊迫的需要以便可以防止腐蝕并且，另一方面最初希望的陶瓷涂層的性能保持不變。
本發(fā)明的目的在于為造紙或紙板機的輥子提供一種不透性涂層和用于密封輥子涂層的方法及一個具有不透性表面的輥。
根據(jù)本發(fā)明的噴涂、方法和輥的特征陳述在權(quán)利要求中。
由于下面描述的方法可以避免或確定地減少已有技術(shù)的在造紙或紙板機中密封表面涂層的一般方法的缺點。本發(fā)明是基于熱噴涂層例如陶瓷涂層的中間密封，在最外表面層獲得之前進行密封步驟。在輥的表面加工過程中，當涂層的給定厚度到達時停止噴涂，接著進行密封處理隨后再進行噴涂，可以進行許多這樣的密封處理。在最后的密封處理后，繼續(xù)噴涂直至達到最后的涂層厚度。其中，密封劑保持在最后的起作用的陶瓷涂層的下面，這樣防止物質(zhì)到達輥內(nèi)部的金屬部分而腐蝕輥子。也可以在金屬輥的外表面上的金屬的粘附層或防腐層上進行中間層的密封，或者它的選擇區(qū)域，和/或所述粘附層或防腐層再由用上述方法密封形成中間層的給定厚度的陶瓷層覆蓋。然后陶瓷層通過噴涂達到它的最后厚度。在每一個中間層密封步驟之后，在下一涂層噴涂之前進行提高粘附力附加處理。
下面將參照附

圖1說明本發(fā)明，它表示了一個根據(jù)本發(fā)明的不透性輥涂層的實施例，其中所述的細節(jié)不限定本發(fā)明。
圖1表示一個包括幾個層的涂層。在輥子的外表面上供給一金屬或金屬合金的粘著/腐蝕保護層2。層2用密封劑密封。密封的層由參考標記I表示。接著這個第一中間層密封，至少在層I上供給一個陶瓷層3和4。在圖中，密封層4(第二密封中間層)且密封層由參考標記II表示。在層II上通過噴涂一陶瓷層5達到希望的最后厚度。應該注意在噴涂系統(tǒng)中密封層的數(shù)量可以變化，密封層可以與非密封層交錯，但較佳的是所有層都作成密封的。最外層5沒有密封劑是必須的。
陶瓷層3-5可以包括相同或不同的陶瓷材料且密封中間層I和II可以分別包含相同或不同的密封劑。單個層的厚度可以在相對大的范圍內(nèi)變化，常用的層的厚度是50-500微米之間。
尤其適用于用作中間層密封劑的是水溶性化合物如水溶性聚樹脂，有這樣一些例子丙烯酸酯、水基環(huán)氧樹脂和紫外可固化的丙烯酸脂和胺基甲酸脂連同無機密封劑，較佳的是正磷酸鋁，或上面提及的化合物的混合物。還有其它人工制造的有機聚樹脂如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚胺脂樹脂和硅樹脂連同用一般技術(shù)可固化的包含氟的樹脂可以用作密封劑。在應用中較佳的密封劑是水溶性丙烯酸酯和紫外可固化丙烯酸酯。對于本發(fā)明的精神必要的是所用的密封劑具有低粘度，低表面張力，對于預期應用的合適的硬化進程，小固化收縮量和充分好的抗腐蝕能力的特點。
密封劑以一個噴涂工藝中希望的步驟通過噴散、噴霧或其它的適合于滲透表面層的普通裝置供給到表面。密封劑穿過噴涂層孔隙到達一個由層的孔結(jié)構(gòu)(受噴涂速度、材料構(gòu)成和顆粒尺寸的影響)和密封劑應用技術(shù)決定的深度，要密封的層可以用密封劑浸透到層的整個徑向深度或?qū)拥牟糠稚疃?。可以去掉表面上剩下的多余的密封劑。例如在開始下一個步驟前擦去。如果在下一個步驟開始之前這樣要求可以固化密封劑。
為了確保在密封步驟之后充分的粘附力，首先對要處理的表面進行合適的進一步處理，且在噴涂步驟之前清潔密封層去除有機或機械的雜質(zhì)。在下一步的噴涂或最后涂層之前，有利的進一步處理技術(shù)是火焰處理、弱噴丸清理、溶劑處理、清洗、研磨、二氧化碳噴丸清理、蒸氣和進行它們的組合。作為這樣處理的結(jié)果，充分地凈化或激活密封表面的金屬或陶瓷相用于粘附下一步的噴涂層。
根據(jù)本發(fā)明的中間層密封方法和用密封的中間層噴涂以及用這種方法制成的輥的最重要的利益是好的不滲透性和抗腐蝕性。中間層的密封沒有不利地影響涂層的研磨或當經(jīng)常存在具有用樹脂或蠟密封陶瓷表面的輥時插入一研磨輪。具有用密封的中間層作表面涂層的輥不削弱造紙機的運轉(zhuǎn)性能，相對于例如紙片的分離，輥噴涂的陶瓷表面層的孔隙率是一個實質(zhì)上起作用的因素。通過輥的中間一層或多層密封輥的表面使輥的外表面完整無損，并且當用蠟或樹脂密封輥表面時，密封沒有改變它的性能。
權(quán)利要求
1.用于紙漿、紙、板或精加工機中的輥外殼的包含陶瓷或合金陶瓷材料的涂層，其特征在于涂層包括一外部的多孔表面層(5)，由熱噴涂陶瓷或合金陶瓷材料形成和至少一密封層(I，II)位于最外部的表面層(5)和輥外殼(1)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于密封層(I，II)是熱噴涂的陶瓷或金屬或陶瓷金屬材料層，具有用無機或有機密封劑或它們的混合物密封的孔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的涂層，其特征在于密封層(I，II)直接地位于多孔的外表面層(5)之下。
4.如權(quán)利要求1-3中任一個所述的涂層，其特征在于密封層(I，II)是沉積在輥外殼(1)表面上的第一層。
5.如權(quán)利要求1-4中任一個所述的涂層，其特征在于有許多的密封層(I，II)，它們以連續(xù)疊加形式或與未密封層(3，5)交替形式。
6.如權(quán)利要求1-5中任一個所述的涂層，其特征在于除了最外層(5)密封涂層的每一層。
7.如權(quán)利要求1-6中任一個所述的涂層，其特征在于有幾個密封層(I，II)，且每一層中使用不同的密封劑。
8.如權(quán)利要求1-7中任一個所述的涂層，其特征在于有機密封劑是一種有機化合物，較佳的是水溶性合成樹脂如丙烯酸酯或水基環(huán)氧樹脂或紫外可固化合成樹脂如內(nèi)烯酸酯或胺基甲酸酯。
9.如權(quán)利要求1-8中任一個所述的涂層，其特征在于無機密封劑是包含鋁的化合物，較佳的是正磷酸鋁。
10.用于在紙漿、紙、板或精加工機中的輥上制造包含陶瓷或合金陶瓷材料涂層的方法，其特征在于在輥外殼上至少作一多孔層，它的孔用有機或無機密封劑或它們的混合物密封，在這樣的密封層上用熱噴涂方法沉積一陶瓷或合金陶瓷材料的外表面層。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于在噴涂過程中，給定的涂層厚度達到以后，暫停噴涂步驟，在一個或多個處理步驟中將密封劑供給到表面，且可選擇地，噴涂/密封步驟至少重復一次，隨后繼續(xù)噴涂步驟直到希望的涂層的最后厚度。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于在密封步驟之后，對密封表面進行提高粘附力的處理如火焰處理、噴丸處理、溶劑處理、清洗、研磨、二氧化碳噴丸處理、蒸氣處理或它們的結(jié)合，然后繼續(xù)噴涂步驟。
13.如權(quán)利要求10-12中任一個所述的方法，其特征在于要密封的層是陶瓷或金屬或陶瓷金屬材料層。
14.如權(quán)利要求10-13中任一個所述的方法，其特征在于除了最外部的表面層密封涂層的每一層。
15.如權(quán)利要求10-14中任一個所述的方法，其特征在于密封劑是在下一步驟開始前固化的一種有機聚脂。
16.具有用有機或無機密封劑密封涂層的紙/板或精加工機的陶瓷噴涂輥，其特征在于密封層在涂層中徑向交替地位于最外層和輥外殼之間。
17.如權(quán)利要求16所述的輥，其特征在于所述輥是壓輥，較佳的是它的中心輥或具有延伸壓送輥的支撐輥。
18.如權(quán)利要求16或17所述的輥，其特征在于所述的輥是砑光輥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密封涂層的方法,尤其是輥的中間層,壓輥的中間層如用于紙漿、紙、板或精加工機上的壓輥或具有延伸壓送輥的支撐輥的中心輥,并涉及輥子和輥子的涂層。輥子涂層的抗腐蝕性和不滲透性,尤其通過熱噴涂形成的涂層,可以通過密封提高。涂層包括一多孔的通過熱噴涂陶瓷或陶瓷金屬材料形成的最外表面層(5)和至少一個位于最外表面層(5)和輥子外殼(1)之間的密封層(I,II)。
文檔編號D21G1/00GK1340137SQ00803773
公開日2002年3月13日 申請日期2000年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月15日
發(fā)明者卡里·尼米, 比亞爾尼·黑爾曼, 尤哈·瓦爾羅斯, 彭蒂·萊赫托寧 申請人:麥特索紙業(yè)公司