(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄製のロールセルと、このロールセルの表面に金属粉末を加熱・溶融・固化させて形成した下地部と、この下地部の表面に形成されたＮｉ基合金から成る下地溶射部と、この下地溶射部上にセラミックスを溶射して形成された表面被膜から成ることを特徴とする抄紙機のプレスロール。
【請求項２】
前記金属粉末が、Ｂ、Ｓｉ、Ｎｉの粉末を含むことを特徴とする請求項１記載の抄紙機のプレスロール。
【請求項３】
鉄製のロールセルの表面に金属粉末をコーティングして下地素部を形成し、この下地素部を加熱・溶融・固化させて下地部を形成した後、この下地部の表面にＮｉ合金から成る下地溶射部を形成し、次いでこの下地溶射部の表面にセラミックスを溶射して表面被膜を形成することを特徴とする抄紙機のプレスロールの製造方法。
【請求項４】
前記金属粉末がＢ、Ｓｉ、Ｎｉの粉末を含むことを特徴とする請求項３記載の抄紙機のプレスロールの製造方法。
【請求項５】
加熱された前記下地部をプレス手段によりプレスすることを特徴とする請求項３または４記載の抄紙機のプレスロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、腐食液を含浸する湿紙を加工するための抄紙機のプレスロール、プレスロールの製造方法およびプレスロール用素ロールの加熱プレス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の湿紙の加工工程に用いられる抄紙機のプレスロールの断面図である。図中、１は湿紙であり、腐食液が含浸されている。湿紙１は、プレスロール２に沿って加工される。プレスロール２は、ロールセル３の外周面に、耐食性を有する下地部４および下地溶射部５を形成し、下地溶射部５の表面に表面被膜６を形成して成っている。ロールセル３は鉄（鋳鉄）、下地部４はＮｉメッキ、下地溶射部５はＮｉ基合金からそれぞれ成り、また表面被膜６はセラミックスを溶射して成っている。
【０００３】
湿紙１に含浸された腐食液は塩素等を含んでおり、したがって湿紙１をプレスすることにより滲出した腐食液がロールセル３まで浸透すると、鉄製のロールセル３は腐食する。したがって下地部４は、腐食液がロールセル３まで浸透するのを防止するように形成されている。また表面被膜６は、プレスロール２からの湿紙１の紙離れ性およびプレスロール２の耐摩耗性を向上させるために形成されている。
【０００４】
Ｎｉメッキから成る下地部４とセラミックスから成る表面被膜６は接着性が小さく、下地部４上に直接表面被膜６を形成すると、表面被膜６は剥げ落ちやすい。そこで下地部４と表面被膜６の間に緩衡材としての下地溶射部５を形成している。下地溶射部５の材料であるＮｉ基合金は、Ｎｉメッキおよびセラミックスの何れとも接着性が良く、したがってこれを介在させることにより、表面被膜６の剥げ落ちを解消している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のプレスロールには次のような問題点があった。
（１）Ｎｉメッキのコストが高い。
（２）Ｎｉメッキは割れを生じやすく、割れから腐食液が浸透してロールセルを腐食させやすい。この割れの補修には時間と費用がかかる。
したがって本発明は、Ｎｉメッキを不要にできる抄紙機のプレスロール、プレスロールの製造方法およびプレスロール用素ロールの加熱プレス装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の抄紙機のプレスロールは、鉄製のロールセルと、このロールセルの表面に金属粉末を塗布（コーティング）して加熱・溶融・固化させて形成した下地部と、この下地部の表面に形成されたＮｉ基合金から成る下地溶射部と、この下地溶射部上にセラミックスを溶射して形成された表面被膜から成る。また好ましくは、前記金属粉末が、Ｂ、Ｓｉ、Ｎｉの粉末を含む。
【０００７】
本発明の抄紙機のプレスロールの製造方法は、鉄製のロールセルの表面に金属粉末をコーティングして下地素部を形成し、この下地素部を加熱・溶融・固化させて下地部を形成した後、この下地部の表面にＮｉ合金から成る下地溶射部を形成し、次いでこの下地溶射部の表面にセラミックスを溶射して表面被膜を形成するようにした。また好ましくは、前記金属粉末がＢ、Ｓｉ、Ｎｉの粉末を含む。
【０００８】
また本発明は、湿紙をプレスするプレスロール用素ロールの加熱プレス装置であって、素ロールをその軸心を中心に回転させる回転手段と、前記素ロールを加熱する加熱ユニットと、前記素ロールの周囲にあって、スプリングに弾発されて素ロールの外表面に弾接するすべり面を有する押当子から成るプレスユニットと、前記加熱ユニットと前記プレスユニットを前記回転手段で回転される前記素ロールの長手方向に相対的に移動させる移動手段とを備えたものである。また好ましくは、前記加熱ユニットが、前記素ロールが挿入されて高周波電力により発熱するコイルから成る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における抄紙機による湿紙の加工工程図、図２は同プレスロールの断面図、図３は同プレスロールの製造方法の説明図である。
【００１０】
図１において、１０はプレスロールであって複数個配設されており、湿紙１はプレスロール１０に沿って矢印方向へ加工されながらプレスされる。１６は迂回ロールである。
【００１１】
図２は、プレスロール１０の拡大断面図である。１１は鉄（鋳鉄）製のロールセルであり、その表面には耐食性を有する下地部１２が形成されている。下地部１２の表面には下地溶射部１３が形成されており、また下地溶射部１３の表面には表面被膜１４が形成されている。下地溶射部１３および表面被膜１４は図７に示す従来の下地溶射部４および表面被膜６と同様に、それぞれＮｉ基合金やセラミックスを溶射して成っている。下地部１２は、ロールセル１１および下地溶射部１３のいずれとも接合性が良い材料から成っている。
【００１２】
次に、図３を参照してプレスロール１０の製造方法を説明する。まず図３の第１工程において、ロールセル１１の表面に金属粉末のスラリーを塗布するか、若しくは金属粉末を溶射して下地素部１２’をコーティングして形成する。この金属粉末としては、Ｂ、Ｓｉ、Ｎｉを下記の配合で混合したものが望ましい。
Ｂ  ：０．２〜８ｗｔ％
Ｓｉ：０．２〜８ｗｔ％
Ｎｉ：ｂａｌ
【００１３】
この金属粉末から成る下地素部１２’を形成した後、次の第２工程で下地素部１２’は加熱処理されるが、この加熱温度が高いと（特に１１００℃以上では）、ロールセル１１の素材である鋳鉄は劣化する。そこでＢとＳｉを混合している。このＢとＳｉは金属粉末の融点を下げる効果がある。但し、ＢとＳｉは０．２ｗｔ以下であると融点を下げる効果は少ない。また８ｗｔ％以上だと耐食性が低下する。したがってＢとＳｉは０．２〜８ｗｔ％程度が望ましく、更には０．５〜５ｗｔ％程度が望ましい。Ｂ、Ｓｉ以外はＮｉである。
【００１４】
次に図３の第２工程において、下地素部１２’を加熱して溶融させ、次いで固化させて下地部１２とする。この加熱は、高周波加熱や真空加熱炉により行われる。このようにロールセル１１の表面に形成された下地素部１２’を加熱・溶融・固化させることにより、ち密な下地部１２を形成できる。ち密な下地部１２は、湿紙１に含浸された腐食液がプレス時に滲出して鋳鉄から成るロールセル１１に浸透するのを防止する。なお下地素部１２’の膜厚は５０〜８００μｍ程度が望ましく、更には１００〜５００μｍ程度が望ましい。
【００１５】
次に、下地素部１２’に加熱処理を施して下地部１２とする具体的手段の例を説明する。図４はプレスロールの加熱プレス処理装置の側面図、図５は同断面図である。プレスロール１０の素ロールであるロールセル１１は水平な回転軸２０に挿入支持されており、回転手段としてのモータ２１で回転軸２０を回転させることにより、ロールセル１１はその軸心を中心に回転する（矢印Ａ）。ロールセル１１の周囲には加熱ユニット２２とプレスユニット２３が配設されている。加熱ユニット２２はロールセル１１が挿入されているコイルから成っており、整合トラレス２８に接合されている。加熱ユニット２２に高周波電力を供給することにより、加熱ユニット２２は発熱し、下地素部１２’を加熱し、下地部１２を形成する。この加熱温度は、上述したように１１００℃以下が望ましい。
【００１６】
プレスユニット２３は、フレーム２４にスプリング２５を保持し、スプリング２５で弾発される押当子としての複数個の球体２６を配設して成っている。図５に示すように、プレスユニット２３はロールセル１１の周囲に複数個（本例では１２０°の等間隔で３個）あり、リング状のフレーム２７に保持されている。スプリング２５のバネ力により、球体２６はロールセル１１の外表面に弾接される。加熱ユニット２２とプレスユニット２３は、ロールセル１１の長手方向に一体的に移動する（矢印Ｂ）。２７はこの移動のための移動手段である。勿論、加熱ユニット２２やプレスユニット２３に対してロールセル１１をその長手方向へ移動させてもよい。ロールセル１１の外表面に弾接する球体２６の球面は、ロールセルの相対的な長手方向への移動や回転を許容するすべり面となっている。
【００１７】
図４において、モータ２１が駆動することにより、ロールセル１１は矢印Ａ方向に回転し、また加熱ユニット２２とプレスユニット２３は矢印Ｂ方向へ移動する。したがって加熱ユニット２２で加熱された下地素部１２’は、この加熱直後に球体２６がその全表面に押し当てられてプレスされ、これによりち密で気孔の少ない下地部１２が形成される。勿論、下地素部１２’の加熱プレス方法は図４、図５に示される方法に限定されない。なお、ロールセル１１の外表面に弾接する押当子としては、本形態の球体２６に限定されないが、押当子を押し付けた状態においてロールセル１１の相対的な移動や回転を許容しやすいものが望ましく、したがって本形態の球体２６のように、ロールセル１１に押当する球面などのすべり面を有するものが望ましい。
【００１８】
以上のようにしてロールセル１１の表面に下地部１２を形成したならば、次に図３の第３工程において下地部１２の表面に下地溶射部１３を形成し、更に第４工程で表面被膜１４を形成する。下地溶射部１３はＮｉ基合金から成り、また表面被膜１４はセラミックスから成り、何れも図７に示す上記従来例と同様に形成される。
【００１９】
以上のようにして製造された本実施の形態１のプレスロールの長所は次のとおりである。
（１）従来、コストアップの原因となっていたＮｉメッキを不要にできるので、コストダウンを実現できる。
（２）ロールセルの表面に下地部や表面被膜をしっかり接合・固着でき、これらが剥げ落ちしにくい。
（３）下地部はきわめてち密であって、腐食液が浸透しにくい。したがってロールセルは腐食しにくく、その長寿命化を実現できる。
（４）プレスユニットでプレスすることにより、下地部のち密性をより一層向上できる。
（５）下地部の加熱処理とプレス処理を連続的に作業性よく行うことができる。この場合、加熱処理の直後にプレス処理を行えるので、プレス効果がきわめて高く、きわめてち密なプレスロールを製造できる。
【００２０】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２におけるプレスロールの製造方法の説明図である。この実施の形態２では、下地部の材料として、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｎｉの粉末を次の配合で混合する。
Ｃｒ：１０〜４０ｗｔ％
Ｍｏ：１〜１６ｗｔ％
Ｂ  ：０〜５ｗｔ％
Ｓｉ：０〜５ｗｔ％
Ｎｉ：ｂａｌ
更に望ましくは次の配合で混合する。
Ｃｒ：１５〜３５ｗｔ％
Ｍｏ：２〜１２ｗｔ％
Ｂ  ：０〜３．５ｗｔ％
Ｓｉ：０〜３．５ｗｔ％
Ｎｉ：ｂａｌ
【００２１】
図６の第１工程において、上記配合の金属粉末を用いてロールセル１１の表面にスラリー塗布あるいは溶射により下地素部１５’を形成する。その膜厚は５０〜８００μｍ程度が望ましく、更には１００〜５００μｍ程度が望ましい。次いで第２工程において、図４および図５を参照して説明した実施の形態１と同様の方法により、下地素部１５’を加熱・溶融・固化させて下地部１５を形成する。次いで第３工程において従来例と同様の方法により表面被膜１４をセラミックスにより形成する。
【００２２】
ＣｒおよびＭｏは耐食性の向上に寄与する。但し、Ｃｒ、Ｍｏが少なすぎると耐食性は低下する。またＣｒ、Ｍｏが多すぎると疲労強度は低下し、またコストアップにもなるので、上記した程度の配合が望ましい。またＢ、Ｓｉも実施の形態１と同様の理由により上記配合にしている。本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる他、Ｎｉ基合金による下地溶射部を不要にしてもよいので、より簡単にプレスロールを製造することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１〜９記載の本発明によれば、Ｎｉメッキを不要にできるので、プレスロールを低コストで製造できる。また下地部をきわめてち密に形成できるので、湿紙から滲出した腐食液がロールセルへ浸透してロールセルを腐食させるのを防止できる。また請求項１０、１１記載の発明によれば、ち密な下地部を有する高品質のプレスロールを作業性よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における抄紙機による湿紙の加工工程図
【図２】本発明の実施の形態１におけるプレスロールの断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるプレスロールの製造方法の説明図
【図４】本発明の実施の形態１における加熱プレス処理装置の側面図
【図５】本発明の実施の形態１における加熱プレス処理装置の断面図
【図６】本発明の実施の形態２におけるプレスロールの製造方法の説明図
【図７】従来のプレスロールの断面図
【符号の説明】
１  湿紙
１０  プレスロール
１１  ロールセル
１２、１５  下地部
１２’、１５’  下地素部
１３  下地溶射部
１４  表面被膜
２０  回転軸
２１  モータ
２２  加熱ユニット
２３  プレスユニット
２５  スプリング
２６  球体
２７  移動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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