防污清洁刮刀的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于清洁造纸机中轧辊表面的清洁刮刀，其中所述清洁刮刀(10)具有基体(11)以及覆盖至少部分基体表面的涂层，所述涂层包括第一涂层(12)和设置在所述第一涂层上的第二涂层(13)，并且所述第二涂层(13)由聚合物所形成。
【专利说明】防污清洁刮刀【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于造纸机的刮刀，特别涉及在造纸过程中用于清洁轧辊表面的清洁刮刀的形成。
【背景技术】
[0002]在造纸机中使用清洁刮刀来清洁轧辊的表面。通过在一个或多个压向轧辊覆层(Bezug)表面的清洁刮刀片的帮助下分离杂质来实现轧辊表面的清洁。通常由纸的残余物、纸的纤维和颗粒构成的杂质会在刀片上造成局部的负荷峰值(Belastungsspitzen),使得为达到更长的寿命或运转时间，通常由钢或在腐蚀性的使用条件下由不锈钢来制造清洁刮刀，并且在与设有轧辊的区域接触的地方具有硬质金属涂层。
[0003]可使用市售的硬质金属粉体来制造硬质金属涂层，该粉体例如具有8~10%的钴和一碳化钨作为硬质材料。优选使用热喷涂工艺来制备该涂层，其中，将该涂层材料涂布多遍(Hilben),以形成就其组成和物理性质方面而论尽可能均匀的硬质金属涂层。每一遍涂布会在刀片的基体材料上产生(tragt)—涂层材料的薄层或在上一层上覆上涂层。以多个薄
层的方式涂布涂层确保了该涂层材料的组分在建立涂层时不会离解。在维持涂层参数的方面，可由此产生基于各层的化学和物理特性在宏观上是均匀的涂层。
[0004]然而，该涂层表面对从轧辊覆层上脱落的杂质具有粘附性，从而，杂质颗粒的去除伴随着清洁刮刀效力的不断降低，并且随着时间的推移使清洁刮刀的清洁效果受损。
[0005]因此，希望能提供一种具有经改进的长期的清洁效果的清洁刮刀。
【发明内容】
[0006]根据一项实施方式，这样的一种用于清洁造纸机的轧辊表面的清洁刮刀具有基体和覆盖在至少部分的基体表面上的涂层。在这种情况下，该涂层包括第一金属涂层以及设置在所述第一涂层上的第二涂层，其中所述第二涂层由聚合物形成。
[0007]根据这项实施方式的清洁刮刀以由聚合物形成的第二涂层向各轧辊表面施压。由于杂质在聚合物上的附着力比其在金属涂层上的小，使得清除从轧辊表面上脱离的杂质得到改进并且由此实现了清洁质量的改进。除这种防污效果之外，所述清洁刮刀在与轧辊的接触面上还具有经改进的滑动性能，从而减小了作用在涂层上的力，而这延长了清洁刮刀的寿命。
[0008]应当指出的是，在本说明书和权利要求中用来列举特征的术语，例如，“包括”、“具有”、“包含”、“含有”和“用”，及其语法上的改动通常视为是对例如组分、方法步骤、设备、范围、尺寸等特 征的不完全列举，并且决不排除其他或额外的特征或特征组的存在。
[0009]在各实施方式中，所述聚合物包含环氧树脂，因为其以非交联或部分交联的状态良好地浸润了金属的第一涂层材料，从而能很好地粘附在该材料上。在其他的实施方式中，所述聚合物有利地包含了有机硅聚酯树脂，因为其结合了优异的防污效果和优良的防粘性及滑动性。可以在所述聚合物中嵌入填料以改善涂层表面的防污效果以及滑动性能，其中，在优选的实施方式中所述填料包含聚氟乙烯(PFE)，特别是聚四氟乙烯(PTFE)。在有利的实施方式中，该填料以颗粒的形式，特别是以具有在0.1?5 y m范围内的平均粒径的颗粒的形式存在。该聚合物也可直接由聚氟乙烯以及特别由聚四氟乙烯而形成或由包括这种物质的聚合物而形成，来代替带有含PFE或PTFE的填料的环氧树脂和有机硅聚酯树脂。
[0010]在一些实施方式中，第一涂层的材料包括硬质金属，该硬质金属结合了优异的机械强度和较高的耐磨性，并且用现代的热喷涂工艺可将其有效并经济地涂覆在清洁刮刀的基体上。在一些实施方式中，该硬质金属优选包含8?10%的钴，并含有一碳化钨作为硬质材料。在其他的实施方式中，所述第一涂层具有包括氧化物陶瓷的材料。所述氧化物陶瓷或所述第一涂层的氧化物陶瓷优选自氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铬(III)、氧化钇和钛酸酯(Titanate)。
[0011]第一涂层在与第二涂层的交界处优选具有在5?8iim范围、别是在6?7iim范围的表面粗糙度，以实现第一和第二涂层之间的形状配合(Formschluss)。在其他的实施方式中，在邻接第一涂层的基体的表面区域内设置使得第一涂层在基体上的附着力增强的粘接剂层。第一涂层的层厚优选为在约50?100 范围内的值，第二涂层的层厚优选为在约20?80 iim范围内的值。
[0012]结合下文中实施例的描述和权利要求以及附图，本发明的其他特征将变得显而易见。应当指出的是，本发明并不限定所述实施例的实施方式，而是通过所附的权利要求书的范围得以明确。特别地，在本发明的实施方式中，以不同数量和组合的实施例可实现由下文描述的实施例列举的特征。在本发明的一些实施例的下列描述中将参考附图1，其示出了在其刀刃(Wate)范围内的清洁刮刀的横截面的示意图。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1示出了设置有涂层的清洁刮刀10的为安放在轧辊表面而设置的前端区域的横截面。所述清洁刮刀片10具有基体11和涂层，所述基体可例如由钢，优选由不锈钢而形成，以及所述涂层由第一涂层12和设置在其上的第二涂层13构成。如图所示，在第一涂层12的界面上，基体11可具有粘接剂层14。所述涂层至少占用了与造纸机的轧辊表面相接触的清洁刮刀10的一部分。所述清洁刮刀10还包括在为与轧辊表面接触而设置的前端区域内的斜面，其通常被称为刀刃。一般情况下，如图所示，所述涂层在该刀刃的范围内覆盖住基体11。
【具体实施方式】
[0014]所述涂层在刀刃范围内的细节示意图A中可以看出，所述涂层具有两个涂层12和13，其中设置在基体上的第一涂层12优选由金属材料而形成，该材料适合由硬质金属构成或包括这样的金属。设置在第一涂层12上的第二涂层13的材料为聚合物。
[0015]在优选的实施方式中，使用热喷涂工艺来制备第一涂层12。此处优选进行多遍(Hiiben)喷涂,例如10?100遍。每一遍都生成一个较薄的子层(Teillage),其中直接在基体11的表面上或任何之前涂覆在其上的粘接剂层14上涂覆第一子层，并且在各个之前经涂覆的子层上喷涂其余子层。可通过所用方法的参数来设置第一涂层12的物理同质性。在用首字母缩写HVOF (High Velocity Oxygen Fuel,超音速火焰喷涂)来表示的喷涂工艺中，可例如通过选择合适的燃料和氧气的比例以及合适的用于形成涂层的粉体材料的进料速率来避免在子层上形成孔隙。
[0016]市售的含有8?10%的钴和一碳化钨作为硬质材料的硬质金属粉体可用作形成第一涂层的材料。优选这样来涂覆所述硬质金属粉体，以便于获得在约5?8 范围、特别是6?7 U m范围的第一涂层12的表面粗糙度。优选仅在部分基体上涂覆该涂层，并且在优选的实施方式中，该涂层覆盖了连接到清洁刮刀前沿的约为20mm宽的区域并覆盖了刀刃。
[0017]原则上也可使用例如为氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铬(III)、氧化钇和钛酸酯的陶瓷材料代替金属材料来形成第一涂层。也可通过热喷涂工艺将其涂覆在清洁刮刀片10的基体上。通常对于钢基体来说，通过使用粘接剂层来确保陶瓷涂层在基体11上的附着力，该粘结剂层的材料例如可选自铝、镍、铬或例如AlNi或NiCr的合金。
[0018]涂覆完第一涂层12之后，在其表面上会涂覆聚合物作为第二涂层13。这种情况下，所述聚合物填补了由第一涂层12的表面粗糙度造成的凹穴，由此除了导致材料配合的连接之外还导致了两个涂层形状配合的连接。
[0019]热固性塑料和热塑性塑料是合适的聚合物，其可在单组分和双组分的基础上制备。分解温度远高于第二涂层13的工作温度(Einsatztemperatur)的热固性塑料是尤其适合的，这使得该热固性塑料具有弹性。类似地，玻璃化转变温度远高于第二涂层13的工作温度的热塑性塑料也是适合的，这使得在使用涂覆有该聚合物的清洁刮刀10时，不会发生干扰的聚合物软化的情况。对于工作温度和分解温度或玻璃化转变温度之间的最小差异来说，所给出的大致可参考的值为20°C。可将工作温度理解为预定(bestimmungsgemiiR)使用清洁刮刀片10时的第二涂层13的操作温度(Betriebstemperatur)。
[0020]环氧树脂和带有嵌入其中的填料颗粒的环氧树脂特别适合作为聚合物，所述填料颗粒可例如为聚氟乙烯(PFE)，并且特别为聚四氟乙烯(PTFE)。因为环氧树脂以非交联或部分交联的状态良好地浸润(benetzt) 了第一涂层12，从而在其上具有优异的粘附力。
[0021]例如为了使喷涂聚合物成为可能，可通过加入溶剂，例如醇或酮来降低环氧树脂的粘度。在粘度较高时，优选使用涂刷工具，例如刷子或刮刀来涂覆该聚合物。在使用浸浴(Tauchbad)的情况下，也可通过将其浸入还是液体状态的聚合物中来进行第一涂层表面的涂布。
[0022]在优选的实施方式中，将环氧树脂和异丁醇的混合物用作聚合物的原料，该混合物包含平均粒径为0.1?5 ii m的PTFE颗粒。在聚合物原料中，所述环氧树脂的含量在40?70重量％之间，所述异丁醇的含量在10?60重量％之间以及所述PTFE颗粒的含量在2?20重量％之间。优选将所述聚合物/溶剂的混合物喷涂在第一涂层上。
[0023]另一项优选的实施方式与前述的区别在于聚合物原料的选择，其中使用混合异丁醇的有机硅聚酯树脂，其中包含平均粒径为0.1?5 ii m的PTFE颗粒。在该聚合物原料中，所述有机娃聚酯树脂的含量还是在40?70重量％之间，所述异丁醇的含量在10?60重量％之间以及所述PTFE颗粒的含量在2?20重量％之间。优选将所述聚合物/溶剂的混合物嗔涂在弟一涂层上。
[0024]在将聚合物原料涂覆在第一涂层12上之后，优选将其热交联，从而使聚合物的第二涂层13得以形成。
[0025]也可使用硅树脂来代替或结合上述的聚合物材料以形成第二涂层13。优选使用低粘度的聚合物原料来形成相对较薄的，例如厚度为20?约50 ii m的第二涂层，较高粘度的聚合物原料对应的第二涂层的厚度例如可达80 u m。
[0026]通过清洁刮刀涂层的聚合物表面可降低污垢在清洁刮刀上的粘附力，从而可以很容易地将其从清洁刮刀片10上去除并且不会滞留在上面。因此，相比于传统的设计，清洁刮刀10的清洁效果得到明显改善。因为聚合物表面也降低了与轧辊表面的摩擦，所以所述经改善的清洁效果也可另外保持更长的时间。由于第一和第二涂层不同的光学性能，相比于传统的清洁刮刀还能更容易且更快地识别涂层的损坏或由第二涂层的磨损所表明的清洁刮刀的寿命到期。
【权利要求】
1.用于清洁造纸机中轧辊表面的清洁刮刀，其中清洁刮刀(10)具有基体(11)以及覆盖至少部分基体表面的涂层，所述涂层包括第一涂层(12)和设置在所述第一涂层上的第二涂层(13)，并且所述第二涂层(13)由聚合物所形成。
2.权利要求1所述的清洁刮刀，其中所述聚合物包含环氧树脂。
3.权利要求1所述的清洁刮刀，其中所述聚合物包含有机硅-聚酯树脂。
4.权利要求1、2或3所述的清洁刮刀，其中在所述聚合物中嵌有填料。
5.权利要求4所述的清洁刮刀，其中所述填料包含聚氟乙烯，并且特别包含聚四氟乙烯。
6.权利要求4或5所述的清洁刮刀，其中所述填料以颗粒的形式，特别是以具有在0.1?5 iim范围内的平均粒径的颗粒的形式存在。
7.权利要求1所述的清洁刮刀，其中所述聚合物包含聚氟乙烯，并且特别包含聚四氟乙烯。
8.权利要求1所述的清洁刮刀，其中所述聚合物包含硅树脂。
9.上述权利要求中任一项所述的清洁刮刀，其中所述第一涂层(12)的材料包括硬质金属。
10.权利要求8所述的清洁刮刀，其中所述硬质金属含有8?10%的钴和一碳化钨作为硬质材料。
11.权利要求1?8中任一项所述的清洁刮刀，其中所述第一涂层(12)的材料包括氧化物陶瓷。
12.权利要求11所述的清洁刮刀，其中所述氧化物陶瓷选自氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铬(III)、氧化钇和钛酸酯。
13.权利要求8?12中任一项所述的清洁刮刀，其中所述第一涂层(12)具有在5?8um范围内并且优选在6?7iim范围内的表面粗糙度。
14.上述权利要求中任一项所述的清洁刮刀，其中在与所述第一涂层(12)交界的基体(11)的表面区域上设置有粘接剂层(14)。
【文档编号】D21G3/00GK103649412SQ201280033600
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月4日 优先权日:2011年7月6日
【发明者】A.埃奇梅尔, J.安格勒 申请人:沃依特专利有限责任公司