DE102013201740A1 - Scraper blade, useful in coating unit of machine for producing and/or finishing fibrous web e.g. paper or cardboard web, comprises base substrate, and layers having quasi-continuous or stepwise changing material composition - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Schaberklinge insbesondere zur Verwendung in einem Streichaggregat nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiges Streichaggregat kann zur Veredelung einer Faserbahn wie einer Papier- oder Kartonbahn zum Einsatz kommen.The invention is based on a doctor blade, in particular for use in a coating unit according to the preamble of claim 1. Such a coating unit can be used for finishing a fibrous web, such as a paper or board web.
In Streichaggregaten kann ein die Oberfläche der Faserbahn beispielsweise bedruckbar machender Strich aufgetragen werden, welcher mit Hilfe verschiedener Vorrichtungen auf die Faserbahn aufbringbar ist. Bekannte Streichaggregate können Walzen aufweisen, welche das flüssige oder pastöse Streichmedium auf die Faserbahn übertragen. Auch sogenannte Curtain-Coater sind bekannt, bei welchen das Streichmedium in Form eines Vorhangs auf die Faserbahn aufgegossen wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Streichmedium mit Hilfe einer Rakel oder Schaberklinge aufzubringen, welche das Medium auf der Oberfläche der Faserbahn verteilen und vergleichmäßigen, so dass der Auftrag stets gleich stark erfolgt.In coating units can be applied to the surface of the fiber web, for example, printable making dash, which can be applied by means of various devices on the fiber web. Known coating units may comprise rollers which transfer the liquid or pasty coating medium to the fiber web. Also so-called curtain coater are known in which the coating medium is poured in the form of a curtain on the fiber web. Another possibility is to apply the coating medium with the aid of a doctor blade or scraper blade, which distribute and uniform the medium on the surface of the fiber web, so that the application always takes place equally strongly.
Bedingt durch die Biegung der Walzen in derartigen Streichaggregaten kann es schwierig sein, insbesondere bei sehr breiten Faserbahnmaschinen, einen gleichmäßigen Strichauftrag zu erzeugen. Die Schaberklinge muss somit an die Gegebenheiten angepasst sein und/oder das Streichaggregat mit der Schaberklinge in einem variablen Modus zu fahren.Due to the bending of the rolls in such coating units, it can be difficult to produce a uniform coating application, especially in the case of very wide fiber web machines. The scraper blade must therefore be adapted to the circumstances and / or drive the coating unit with the doctor blade in a variable mode.
Bei der sog. Stiff-Fahrweise ist die Schaberklinge ohne Biegung aufgesetzt und streicht das Auftragsmedium über der Oberfläche der Faserbahn glatt, so dass Unebenheiten im Wesentlichen ausgeglichen werden. Der Strichauftrag liegt bei 4 bis 15 g/m2 und wird für Maschinen im mittleren und hohen Geschwindigkeitsbereich für LWC-Papiere angewandt. Bei der Bend-Fahrweise ist die Schaberklinge gebogen und folgt der Oberflächenkontur der Faserbahn, so dass ein konturnaher Strich erzeugt wird. Diese Fahrweise wird gewöhnlich für mittlere Maschinengeschwindigkeiten bei Karton und grafischen Papieren und einem Strichauftrag von 10 bis 19 g/m2 angewandt.In the so-called Stiff mode, the doctor blade is placed without bending and smooths the application medium over the surface of the fiber web, so that bumps are substantially compensated. The coating is 4 to 15 gsm and is used for medium and high speed machines for LWC papers. In the Bend mode of operation, the doctor blade is bent and follows the surface contour of the fibrous web, so that a contour near stroke is produced. This mode of operation is commonly used for medium speed carton and graphic machine speeds with a coating of 10 to 19 gsm.
Infolge der Durchbiegung bei der Bend-Fahrweise ist eine weichere, duktilere Schicht auf der Schaberklinge notwendig. Durch die Duktilität der Schicht kommt es jedoch zu einer erhöhten Abrasion gegenüber den für die Stiff-Fahrweise verwendeten Materialsystemen. Due to the bend in the Bend mode, a softer, more ductile layer on the doctor blade is necessary. Due to the ductility of the layer, however, there is an increased abrasion compared to the materials used for the Stiff driving style.
Es wurden diverse Lösungsansätze im Stand der Technik vorgestellt, die diesem Umstand abhelfen sollen. So ist es beispielsweise aus der
Nachteilig an diesem bekannten Ansatz ist der abrupte Wechsel zwischen weicher und harter Schicht, wenn erstere während des Betriebs abgetragen wurde. Der abrupte Übergang schlägt sich in der Papierqualität nieder und ist am Endprodukt deutlich sichtbar, so dass Verluste aufgrund von Ausschuss möglich sind.A disadvantage of this known approach is the abrupt change between soft and hard layer, when the former was removed during operation. The abrupt transition is reflected in the paper quality and is clearly visible on the final product, allowing losses due to rejects.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Schaberklinge anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik mildert, indem ein kontinuierlicher oder zumindest mehrstufiger Übergang der Papierqualität bei Abrasion der duktilen Schicht der Schaberklinge ermöglicht wird.It is therefore an object of the invention to provide a doctor blade which mitigates the disadvantages of the prior art by allowing a continuous or at least multi-stage transition of the paper quality upon abrasion of the ductile layer of the doctor blade.
Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen.The object is achieved by the characterizing features of claim 1 in conjunction with the generic features.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Schaberklinge ein Grundsubstrat und darauf angeordnet eine Mehrzahl von Schichten aufweist, wobei die Mehrzahl von Schichten eine sich quasi-kontinuierlich oder stufenweise ändernde Materialzusammensetzung aufweist.According to the invention, it is provided that the doctor blade has a base substrate and a plurality of layers arranged thereon, the plurality of layers having a quasi-continuously or stepwise changing material composition.
Weitere vorteilhafte Aspekte und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further advantageous aspects and developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass die Änderung im Bindersystem der Schichten und/oder in der Konzentration von Hartstoffen erfolgt.According to an advantageous embodiment of the invention, it may be provided that the change takes place in the binder system of the layers and / or in the concentration of hard materials.
Bevorzugt kann auf dem Grundsubstrat eine erste Schicht aus einem Hartmetall vorgesehen sein, das 70–95 Gew.-% Wolframcarbid und 5–30 Gew.-% Binder enthält.Preferably, a first layer of cemented carbide containing 70-95% by weight of tungsten carbide and 5-30% by weight of binder may be provided on the base substrate.
Vorteilhafterweise kann der Binder Nickel und/oder Chrom und/oder Kobalt und/oder andere Elemente der 3. und/oder 4. Hauptgruppe enthalten.Advantageously, the binder may contain nickel and / or chromium and / or cobalt and / or other elements of the 3rd and / or 4th main group.
Auf der ersten Schicht ist vorteilhafterweise eine weitere Schicht vorgesehen, welche zumindest die Hartstoffe Chromcarbid und Wolframcarbid und/oder weitere Carbide, Nitride, Boride oder deren Mischungen enthält. On the first layer, a further layer is advantageously provided, which contains at least the hard materials chromium carbide and tungsten carbide and / or other carbides, nitrides, borides or mixtures thereof.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zweite Schicht mehrlagig aufgebaut ist, wobei sich die Materialzusammensetzung der einzelnen Lagen stufenweise oder quasi-kontinuierlich ändert.According to a preferred aspect of the invention it can be provided that the second layer is constructed in multiple layers, wherein the material composition of the individual layers changes stepwise or quasi-continuously.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann auf der zweiten Schicht eine weitere Schicht aus einem Cermet vorgesehen sein, das 40–90 Gew.-%, bevorzugt 75 Gew.-% Chromkarbid und 10–60 Gew.-%, bevorzugt 25 Gew.-% Binder enthält. Der Binder kann aus einer Metalllegierung enthaltend zumindest zwei Elemente ausgewählt aus Eisen, Kobalt, Nickel, Chrom, Mangan, Molybdän, bevorzugt 80 Gew.-% Nickel und 20 Gew.-% Chrom, bestehen. According to a further advantageous aspect of the invention may be provided on the second layer, a further layer of a cermet, the 40-90 wt .-%, preferably 75 wt .-% chromium carbide and 10-60 wt .-%, preferably 25 wt. - contains% binder. The binder may consist of a metal alloy containing at least two elements selected from iron, cobalt, nickel, chromium, manganese, molybdenum, preferably 80 wt .-% nickel and 20 wt .-% chromium.
Besonders bevorzugt ist hervorzuheben, dass in der zweiten Schicht ein Übergang zwischen der Materialzusammensetzung der ersten Schicht und der Materialzusammensetzung der dritten Schicht stattfinden kann.It is particularly preferable to emphasize that in the second layer, a transition between the material composition of the first layer and the material composition of the third layer can take place.
Die Materialzusammensetzung der zweiten Schicht kann von 1 Gew.% der ersten Schicht zu 99 Gew.-% der dritten Schicht bis zu 99 Gew.-% der ersten Schicht zu 1 Gew.-% der dritten Schicht betragen, bevorzugt 50 Gew.-% zu 50 Gew.-%. The material composition of the second layer may be from 1% by weight of the first layer to 99% by weight of the third layer up to 99% by weight of the first layer to 1% by weight of the third layer, preferably 50% by weight. to 50% by weight.
Die Schichtstärke der Schichten kann 50–300 µm betragen.The layer thickness of the layers can be 50-300 μm.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ohne Beschränkung der Allgemeinheit beispielhaft beschrieben. In den Figuren zeigen:The invention will be described by way of example with reference to a preferred embodiment with reference to the drawings without loss of generality. In the figures show:
In
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zunächst auf dem Grundsubstrat
Bevorzugt enthält das Hartmetall 70–95 Gewichts-% Wolframcarbid und 5–30 Gewichts-% Kobalt. Es können auch noch weitere Bestandteile in dem Bindersystem enthalten sein, beispielsweise Nickel und Chrom, so dass z.B. in einem Mischungsverhältnis Hartstoff zu Binder von 84% zu 16% die letzteren 16% aus 1% Nickel, 5% Chrom und 10% Kobalt bestehen können.Preferably, the cemented carbide contains 70-95% by weight of tungsten carbide and 5-30% by weight of cobalt. Other constituents may also be included in the binder system, for example nickel and chromium, so that e.g. in a mixing ratio of hard material to binder of 84% to 16%, the latter 16% of 1% nickel, 5% chromium and 10% cobalt can exist.
Darauf wird eine zweite Schicht
Als dritte, der Faserstoffbahn zugewandte sog. Aktivschicht
Erfindungsgemäß ist die zweite Schicht
Der Übergang kann in einer oder mehreren Stufen von beliebiger, auch unterschiedlicher Lagendicke oder in einer Vielzahl von kleinen Änderungen erfolgen. Beispielhaft wären Änderungen in 5%-Stufen von Vorteil. The transition can in one or more stages of any, even different layer thickness or in a variety of small changes respectively. For example, changes in 5% levels would be beneficial.
Alle Schichten
Das Grundsubstrat
In den
Dabei ist auf der Hochwertachse der prozentuale Anteil an Hartstoffen, im Ausführungsbeispiel Wolframcarbid und Chromcarbid, und auf der Rechtswertachse der Ort auf der Schaberklinge
Wie aus
Mit vertretbarem technischen Aufwand sind stufenweise Änderungen im einstelligen Prozentbereich denkbar, so dass in einer endlichen Anzahl von Hüben (
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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