ES2210188T3

ES2210188T3 - Lama de satinado y procedimiento de fabricacion de una lama de satinado.

Info

Publication number: ES2210188T3
Application number: ES01971594T
Authority: ES
Inventors: Ibrahim Adamou Brah; Silvano Freti
Original assignee: BTG Eclepens SA
Current assignee: BTG Eclepens SA
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2001-10-08
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2021-10-08
Also published as: WO2002031220A1; KR20030045065A; EP1301653A1; DE60101582D1; EP1301653B1; EP1197584A1; CA2425052A1; DE20121226U1; PL360788A1; AU2001291589A1; BR0114539A; DE60101582T2; ATE256764T1; CN1468323A; US20020182437A1

Abstract

Procedimiento de fabricación de una lama de satinado, caracterizado porque comprende una etapa de codeposición química de un revestimiento de un espesor de 30 a 500 microm sobre la parte funcional de una banda-lama de acero, comprendiendo este revestimiento una matriz a base de níquel y unas partículas de un diámetro de 0, 5 a 10 microm, constituidas por un material de dureza >= 8 (en la escala de Mohs), y una etapa ulterior de segmentación de la bandalama revestida en lamas de satinado.

Description

Lama de satinado y procedimiento de fabricación de una lama de satinado.

La presente invención se refiere a una lama de satinado así como a un procedimiento de fabricación de una lama de satinado.

Las lamas de satinado utilizadas en la industria papelera para la fabricación de papel couché se presentan generalmente en forma de una lama de acero de resorte, es decir de acero templado y revenido, de 5 a 12 cm de ancho, de 0,2 a 1 mm de espesor, con bordes rectos o achaflanados, y cuya longitud puede alcanzar varios metros. Generalmente montadas en un portalamas, las mismas están destinadas a asegurar un depósito regular y constante de una "salsa" sobre un papel a satinar, estando la zona funcional de la lama, que es la zona en contacto con la salsa, que comprende por ejemplo un borde de achaflanado, dispuesta frente a la superficie de la banda de papel en paso. El carácter abrasivo de los componentes de la salsa provoca el desgaste de la lama, de manera que el peso de capa varía con el tiempo y que el depósito resulta irregular, lo que hace difícil el mantenimiento de una calidad constante de papel. La duración de vida media de una lama de acero es del orden de 4 a 8 horas. Estos provoca numerosas paradas de máquina para el cambio de lama y rebaja sensiblemente el rendimiento de explotación.

Para aumentar la duración de vida de las lamas, se ha propuesto revestir unas lamas de acero flexible con un revestimiento duro sobre la parte funcional de la lama, es decir sobre la zona en la que ésta entra en contacto con la salsa. La patente US 4,660,599 describe una lama cuya parte funcional está revestida, por medio de una técnica de proyección térmica, de un revestimiento de cerámica, por ejemplo de óxido de aluminio o de dióxido de titanio. El revestimiento se obtiene por proyección sucesiva de varias capas de partículas sobre la parte funcional de una banda-lama, que es a continuación cortada en lamas.

La patente GB 978,988 describe una lama de rizado con un revestimiento de partículas de cerámica, obtenido por la técnica de "flame plating" de partículas de cerámica sobre una arista de una banda de acero que resultará, después de cortado de la banda en lamas, la parte funcional de la lama.

El documento GB 1,298,609 describe también una lama de rizado de acero que presenta cerca de su arista funcional una banda de cerámica depositada en una acanaladura longitudinal por la técnica de "flame spraying".

El documento WO 86/07309 describe una lama de satinado cuya zona funcional está revestida con un depósito de molibdeno o de aleación de molibdeno por la técnica de "flame spraying".

El documento JP 05192629 describe una lama de satinado provista, por deposición química, de una subcapa níquel-fósforo (Ni-P), y después recubierta con un revestimiento duro de carburo de titanio (TiC).

Las citadas lamas tienen una duración de vida netamente más elevada que la de las lamas de acero desnudas y pueden alcanzar aproximadamente 20 horas. Sin embargo, el examen de los papeles satinados con la ayuda de lamas revestidas de cerámica muestra defectos de satinado, en particular unos microestríados, lo que es rechazado para papeles de alta calidad.

Se conocen también unas lamas cromadas por depósito electrolítico. El documento JP 03064595 describe una lama provista de una subcapa de níquel, recubierta con un revestimiento de cromo obtenido por un depósito electrolítico. Estas lamas producen también unos papeles satinados que presentan defectos de satinado, debidos a los procedimientos de depósito electrolítico, que sólo pueden ser evitados por una operación de acabado de las lamas después de cromado, que aumenta su precio de coste.

El documento EP 1020542 tiene por objeto la utilización de soluciones de deposición que comprenden unas sales de amonio cuaternario, para efectuar la codeposición química de níquel-fósforo y de partículas lubrificantes (p. ej. PTFE), para formar unas películas compuestas de 1 a 30 \mum de espesor, de apariencia uniforme.

El objetivo de la presente invención es ofrecer una lama de satinado que tiene una duración de vida elevada y que no provoca los defectos de satinado constatados con las lamas revestidas citadas.

Estos objetivos se alcanzan gracias a una lama que lleva un revestimiento de un espesor de 30 a 500 \mum que comprende una matriz a base de níquel y unas partículas duras, constituidas por un material de dureza \geq 8 (en la escala de Mohs), dispersadas en dicha matriz, sobre la parte funcional de dicha lama. Una lama de este tipo se obtiene por un procedimiento de fabricación que comprende una etapa de codeposición química de un revestimiento de un espesor de 30 a 500 \mum, que comprende dicha matriz a base de níquel y de dichas partículas duras sobre la parte funcional de una banda-lama de acero, y una etapa ulterior de segmentación de la banda-lama revestida en lamas de satinado.

Las partículas duras pueden ser unas partículas de diamante, de carburos o de cerámicas.

La banda-lama puede ser sumergida en un baño que comprende por lo menos una sal de níquel, un reductor de Ni^{++} y unas partículas duras en suspensión que son codepositadas al mismo tiempo que una matriz en la que el níquel es el componente mayoritario. La codeposición química, llamada también depósito "electroless", asegura una regularidad de depósito destacable, sin sobreespesores, en particular en las aristas de la lama. La calidad de satinado obtenida es excelente, semejante a la obtenida con una lama de acero flexible, nueva, y el papel no presenta microestriados. Por otra parte, gracias a las partículas duras, el desgaste del revestimiento está muy reducido, y la estabilidad en el tiempo de las características del satinado está netamente aumentada: la duración de vida de la lama es próxima a la de una lama con revestimiento completamente de cerámica.

Las partículas del revestimiento se eligen preferentemente entre las partículas humectables por el baño de deposición, inertes con respecto a sus constituyentes químicos y cuya superficie no es catalítica (es decir no apta para el depósito de Ni). Las partículas duras tiene unos diámetros entre 0,5 y 10 \mum.

Para disminuir el rozamiento lama/salsa/papel, se pueden, además, codepositar en la matriz a base de níquel unas partículas de un lubrificante sólido, por ejemplo politetrafluoretileno (PTFE), mezcladas con las partículas duras. Para ello, se añaden unas partículas de PTFE en suspensión en el baño. La proporción de partículas en el revestimiento varía preferentemente entre 5 y 40% en volumen, siendo esta proporción elegida según las aplicaciones.

Antes de la inmersión en el baño químico, la banda-lama puede sufrir una preparación que puede comprender una limpieza y/o un desengrasado y/o un cepillado y/o un electropulido y/o un ataque anódico.

En lugar de revestir la totalidad de la banda-lama, se puede limitar a revestir la porción próxima a un borde lateral, que resultará la parte funcional de la lama, enmascarando las superficies que no están destinadas a ser revestidas. Para esto, y para minimizar el volumen de un baño de codeposición, se puede arrollar la banda-lama sobre un soporte, preferentemente sobre una rueda de soporte, formando un arrollamiento helicoidal, estando las espiras de este arrollamiento separadas unas de las otras por una banda intermedia constituida por un material inerte con respecto a los constituyentes del baño y cuya superficie no es catalítica, de manera que el níquel no se deposita encima de la misma. Preferentemente, durante el proceso de codeposición, el soporte está animado con un movimiento regular lento, por ejemplo una rotación lenta de la rueda alrededor de su eje, para mejorar la regularidad del depósito y la uniformidad de la distribución de las partículas en la matriz. Revistiendo sólo la parte funcional, no solamente se economizan reactivos, sino que se evita modificar las propiedades elásticas de la banda de acero en su conjunto. Una banda totalmente revestida en toda su superficie podría presentar un momento de flexión transversal demasiado importante para ciertas aplicaciones.

Después de la etapa de codeposición, la banda-lama o las lamas seccionadas pueden ser sometidas a un tratamiento térmico para modificar las propiedades físicas del revestimiento, en particular para aumentar su dureza. Este tratamiento se efectúa preferentemente entre 290ºC y 650ºC.

Por el contrario, dada la regularidad del depósito obtenido por codeposición química, la lama no necesita tratamiento mecánico complementario de rectificado tal como pulido, amolado, etcétera.

Otras características y ventajas del procedimiento según la invención y de las lamas obtenidas por este procedimiento aparecerán al experto en la material en la descripción detallada siguiente, en relación con el plano, en el cual:

- las figs. 1a y 1b representan esquemáticamente y en sección respectivamente una banda-lama arrollada con una banda intermedia sobre una rueda de soporte y una vista de detalle ampliada de la misma;

- la fig. 2 es una vista esquemática de la banda-lama sobre su rueda de soporte, sumergida en un baño de codeposición química;

- las figs. 3a y 3b representan respectivamente una vista en sección y una vista por encima de un segmento de lama revestida;

- las figs. 4a y 4b son dos microfotografías de una lama revestida con las ampliaciones respectivas de 100 veces y 200 veces;

- la fig. 5 muestra unas características comparativas de tres tipos de lama;

- las figs. 6a y 6b muestran unas microfotografías con el aumento 500 (la varilla-patrón representa 5 \mum) respectivamente de una lama según la invención y una lama cromada, desgastadas por un ensayo de producción de papel.

El procedimiento según la invención utiliza la reducción controlada de Ni^{++} sobre una superficie catalítica por un agente reductor, sin corriente eléctrica y por tanto sin reacción electrolítica, siendo la energía de la reacción proporcionada por el calor del baño. El agente reductor es preferentemente un hipofosfito, un aminoborano o un borohidruro, de manera que la reacción química provoca el depósito de una matriz Ni-P o de Ni-B. Esta técnica de depósito de revestimiento de Níquel es conocida, en particular en las industrias automóviles y aeronáuticas.

Un baño está constituido por:

-: una fuente de níquel. Se trata generalmente de una sal de níquel, en particular cloruro o sulfato de níquel;

-: un agente reductor de Ni^{++}: los reductores más corrientemente utilizados son unos hipofosfitos alcalinos tales como el hipofosfito de sodio, o unos amino-boranos en particular el N-dimetilborano (DMBA) o el N-dietilborano (DEAB), o unos borohidruros alcalinos tales como el borohidruro de sodio;

-: un aditivo para controlar mejor el depósito de Ni y circunscribirlo a la superficie destinada a recibir el depósito, denominada a menudo superficie catalítica; se pueden emplear en particular el ácido cítrico o el ácido glicólico;

-: un tampón para controlar el pH, tal como unos tampones acetato, propionato o succinato;

-: opcionalmente un acelerador de reacción, tal como el ácido succínico, o

-: un inhibidor para limitar la velocidad de reacción, por ejemplo un molibdato o un compuesto sulfuroso tal como la tiourea.

En los baños a base de hipofosfito, los mecanismos químicos pueden ser resumidos, de forma no exhaustiva, por las reacciones siguientes:

(1)(H_{2}PO_{2})^{-} + H_{2}O \rightarrow H^{+} + (HPO_{3})^{2-} + 2H

(2)Ni^{2+}+ 2H \rightarrow Ni + 2H^{+}

(3)(H_{2}PO_{2})^{-} + H \rightarrow H_{2}O + OH^{-} + P

(4)(H_{2}PO_{2})^{-} + H_{2}O \rightarrow H^{+}+ (HPO_{3})^{2-} + H_{2}

Entre los productos de la reacción, se observará en particular:

- la formación de H^{+}, lo que provoca el descenso progresivo del pH del baño y de la velocidad de deposición y aumenta el contenido de P del depósito. Para controlar la velocidad de deposición y el contenido de P, se utilizan por una parte unos tampones tales como los citados y, por otra parte, se puede, después de titración periódica del baño, ajustar el pH de la solución a todo lo largo de la etapa de deposición;

- la formación de (HPO_{3})^{2-}: su acumulación provoca la codeposición de ortofosfitos con Ni y P, que dan un depósito poroso con muchas tensiones internas. La adición de ácido cítrico aumenta la solubilidad de (HPO_{3})^{2- } y evita su depósito.

En los baños a base de hipofosfitos, la temperatura debe ser mantenida entre 80ºC y 95ºC. Son necesarios 5 kg de hipofosfito de sodio como mediana para reducir 1 kg de Ni.

En los baños a base de aminoboranos, se puede operar a temperatura más baja, del orden de 60ºC a 75ºC, y a unos valores de pH comprendidos entre 5 y 9. El descenso del pH, debido a la reacción de depósito, es menos importante que en el caso de los baños de hipofosfitos y necesita una menor corrección. La acumulación del subproducto de reacción (BO_{2})^{-} tiene poco efecto sobre el proceso de deposición de Ni-B.

En los baños a base de borohidruros, el pH debe por lo contrario ser reajustado y mantenido de forma permanente por encima de 12, por ejemplo con la ayuda de hidróxido alcalino, para evitar la descomposición del reactivo. Los borohidruros son los agentes reductores de níquel más potentes: 0,6 kg son suficientes para reducir 1 kg de níquel.

Ejemplos de baño Ejemplo 1

Cloruro de Ni (45 g/l)

Hipofosfito de Na (11 g/l)

Cloruro de Amonio (50 g/l)

Citrato de Na (100 g/l)

A un pH = 8,5-10 y a una temperatura = 90ºC - 95ºC, la velocidad de depósito es del orden de 10 \mum/h

Ejemplo 2

Sulfato de Ni (21 g/l)

Hipofosfito de Na (24 g/l)

Ácido láctico (28 g/l)

Ácido propiónico (2,2 g/l)

A un pH = 4-6 y a una temperatura = 88ºC - 95ºC, la velocidad de depósito es del orden de 25 \mum/h

Ejemplo 3

Cloruro de Ni (30 g/l)

DEAB (3 g/l)

Isopropanol (50 g/l)

Citrato de Na (10 g/l)

Succinato de Na (20 g/l)

A un pH = 5-7 y a una temperatura = 65ºC, la velocidad de depósito es de 7-12 \mum/h

Ejemplo 4

Cloruro de Ni (30 g/l)

DMAB (3-4,8 g/l)

Acetato de K (18-37 g/l)

A un pH = 5,5 y a una temperatura = 70ºC, la velocidad de depósito es del orden de 7 a 12 \mum/h

Ejemplo 5

Cloruro de Ni (21 g/l)

Borohidruro de Na (0,4 g/l)

Hidróxido de Na (90 g/l)

1,2- Diaminoetano (90 g/l)

Sulfato de Talio (0,4 g/l)

A un pH de 12,5-13 y a una temperatura de 90ºC - 95ºC, la velocidad de depósito alcanza 25-30 \mum/h.

Las condiciones operativas de los baños son preferentemente ajustadas y mantenidas de tal manera que en el revestimiento, una matriz Ni-P comprende 5 - 11% en peso de P, o que una matriz de Ni-B comprende 2 - 6% en peso de B.

La fig. 1a representa esquemáticamente una banda-lama 1 arrollada con una banda intermedia 2 de material no catalítico sobre una rueda de soporte 3. La fig. 1b muestra una vista de detalle ampliada de la misma, preparada para el tratamiento. Solamente el borde funcional de la futura lama permanece libre del arrollamiento de la banda intermedia, típicamente en una anchura de 5 a 15 mm. Pero esta anchura puede ser inferior o superior a estos valores.

Durante toda la duración del tratamiento de codeposición, la rueda de soporte 3 gira para mejorar la regularidad del depósito, como ilustra la fig. 2, pero a velocidad suficientemente lenta para no influir negativamente en el proceso de codeposición. El baño es mantenido a temperatura constante y constantemente removido (5) para mantener en suspensión las partículas de cerámica. Las partículas de cerámicas se eligen entre las partículas humectables por el baño químico, inertes con respecto a los constituyentes citados del baño y esencialmente no catalíticas, es decir que el depósito de la matriz a base de Níquel tiene lugar esencialmente sobre la superficie de la banda-lama y no en la superficie de las partículas en suspensión. Unas partículas de óxido de aluminio (alúmina), de zirconio, de cromo, de carburo de silicio, de dureza generalmente comprendida entre 8 y 9,5 (escala de Mohs) son unas cerámicas utilizables. Se pueden también utilizar unas partículas de otros carburos o de diamante. La cantidad de partículas puestas en suspensión varía generalmente entre 5 y 50% del volumen del baño. Para unos depósitos generalmente comprendidos entre 30 y 500 \mum, y más particularmente 30 y 250 \mum de espesor, son convenientes unas partículas de diámetro comprendido entre 0,5 y 10 \mum. La proporción de partículas en el baño es ajustada de tal manera que se obtenga una proporción de partículas en el revestimiento comprendida entre 5 y 40% en volumen de este.

Las microfotografías de porciones de revestimiento de las figuras 4a y 4b muestran que la repartición de las partículas en el revestimiento es estadísticamente homogénea, de lo que resulta una homogeneidad de las propiedades macroscópicas de superficie y en particular una homogeneidad a nivel del desgaste de la lama después de varias horas de servicio.

El examen microscópico de secciones de lamas, representadas esquemáticamente en la fig. 3a, muestra también que el depósito sigue fielmente la geometría de la lama, que el espesor del depósito es homogéneo. No ha sobreespesor o ausencia de depósito a nivel de los ángulos de la lama de acero; el depósito forma un redondeado a nivel de estos ángulos. Resulta de ello que no es necesario mecanizar la lama después del depósito para rectificar su perfil. Puede sin embargo ser efectuado un pulido.

La parte funcional revestida gracias al procedimiento de codeposición presenta una dureza Hv0.1 de 500 a 700 unidades. Sin embargo, un tratamiento térmico entre 220ºC y 650ºC después de la codeposición mejora la dureza y la adherencia del depósito al sustrato. La dureza Hv0.1 puede alcanzar 1100 unidades después del tratamiento térmico y puede incluso sobrepasar 1300 unidades (Hv0.1 designa la microdureza Vickers bajo carga de 0.1 kg).

Un depósito Ni-P es amorfo después de deposición. Un tratamiento térmico a una temperatura entre 220ºC y 260ºC provoca un inicio de transformación de fase del depósito NiP con la aparición de la fase Ni_{3}P.

Un tratamiento térmico a temperatura más elevada, hacia 320ºC a 350ºC provoca la cristalización del depósito, que pierde así su carácter amorfo, y su transformación en aleación bifásica. El diagrama de fase Ni-P indica un eutéctico con 11% en peso de Ni. La elección del % de P determina las características mecánicas del depósito según la proporción de las fases níquel y fosfitos de níquel.

Este cambio de estructura está acompañado por un aumento de la dureza del depósito que pasa de Hv0.1 \backsimeq 500 - 700 a unos valores de Hv0.1 de por lo menos 900 y generalmente \geq 1000.

Este cambio de estructura se acompaña también de una disminución de la ductilidad del depósito y de la resistencia a la corrosión, a causa del descenso del % de P, debido a la formación de fosfito de níquel (ver ejemplo 7).

Para el satinado de papeles, la zona de 5 \leq % P \leq 10 ha resultado propicia para aliar la ductilidad del níquel y la dureza de los fosfitos de níquel y obtener un depósito a la vez duro y tenaz.

En otras aplicaciones, el depósito Ni - P es muy a menudo utilizado por su resistencia a la corrosión. Por ello, el tratamiento térmico después de deposición, que disminuye la resistencia a la corrosión, es evitado o efectuado entonces a temperaturas bastante bajas, de aproximadamente 260ºC a 270ºC, que mejoran la dureza sin disminuir demasiado la resistencia a la corrosión. Para la aplicación al satinado de papel, los presentes inventores han estimado que la dureza y la tenacidad son las propiedades más importantes, siendo la resistencia a la corrosión secundaria; es por lo que, a fin de mejorar la duración de vida de las lamas de satinado revestidas por un compuesto Ni-P/SiC según la invención, es preferible adoptar un tratamiento térmico post-deposición entre 290ºC y 650ºC, temperaturas más elevadas que las temperaturas mencionadas anteriormente. Esta gama de temperatura y un % P adecuado (5 \leq % P \leq 10) permiten mejorar por difusión la adherencia del depósito al sustrato, alcanzar la dureza más elevada conservando al mismo tiempo al depósito una tenacidad suficiente y sin alterar las características mecánicas del sustrato indispensable para el buen funcionamiento de las lamas (ver ejemplo 8).

Ejemplo 7

Efecto del tratamiento térmico sobre la resistencia a la corrosión en una solución al 10% HCl.

Caso de un depósito con 10,5% P:

TABLA 1

Tratamiento térmico	Dureza Hv0.1	Velocidad de corrosión (\mum/año)
Sin	480	15
290ºC/10h	970	1400
400ºC/1h	1050	1200

Ejemplo 8

Efecto de la temperatura de los tratamientos térmicos de endurecimiento sobre la dureza del revestimiento NiP/SiC.

Caso de un depósito con 7% P:

1.: Subida lineal a 300ºC en 2 h - mantenimiento 8 h a 300ºC, nuevo descenso a temperatura ambiente en 2 h: la dureza Hv0.1 obtenida es de 1050.

2.: Subida lineal a 450ºC en 3 h - mantenimiento 1 h a 450ºC, nuevo descenso a temperatura ambiente en 3 h: la dureza Hv0.1 obtenida es de 1100.

Las características de las lamas según la invención son por tanto modulables por la naturaleza, la granulometría y la proporción de los granos de cerámica en la matriz, la composición de la misma matriz y el tratamiento térmico post-deposición. Las propiedades de las lamas según la invención son por tanto ampliamente ajustables en función de las aplicaciones, las mismas pueden ser tan próximas a las de una lama de acero no revestida como de las lamas revestidas exclusivamente de cerámica, o también ser diferentes unas de las otras. Los ejemplos siguientes muestran las propiedades comparativas de varias lamas.

Ejemplo 9

Comparación de una lama revestida Ni-P-SiC con una lama revestida de cerámica y una lama de acero no revestida, en satinado en "modo rascante".

Condiciones de ensayo:

Satinado en línea, cabeza de satinado con portalamas ABC (BTG Källe Inventing AB, Suecia)

Tipo de papel: papel fino

Velocidad y avance del papel: 768 m/min

Salsa: 65% de materia sólida (kaolin, CaCo_{3})

Ángulo de trabajo: 20º

Peso de capa: 10 g/m^{2}, "satinado una vez"

Características de la lama Ni-P-SiC: longitud 3700 mm,

espesor nominal 0,457 mm, revestimiento 70 \mum

Lamas de comparación:

a) Lama cerámica "Duroblade" (TM de BTG Eclépens) de las mismas dimensiones.

b) Lama de acero de las mismas dimensiones

Resultados:

Duración de vida:	- lama acero: 8 horas,
	- lama revestida Ni-P-SiC: superior a 17 horas,
	- lama revestida de cerámica: 24 horas

El ensayo con la lama revestida Ni-P-SiC ha sido parado después de 17 horas por causa de avería de la máquina de satinado mientras que la lama no estaba aún totalmente gastada.

Ejemplo 10

Comparación de una lama de acero y de una lama revestida Ni-P-SiC en "modo alisante".

Condiciones de ensayo:

-: satinadora Voith en modo alisante

-: velocidad de satinado: 324 - 340 m/min

-: lamas utilizadas en "top-capa":

-: ángulo del portalamas: 24º

-: ángulo de trabajo: 5º a 6,5º

-: tipo de salsa: 68% de sólido a base de CaCo_{3}, viscosidad 880 a 900 CPS

-: lamas:

-: a) acero, longitud 4900 mm, espesor nominal 0,381 mm, revestimiento Ni-P-SiC 70 \mum

-: b) acero, longitud 4900 mm, espesor nominal 0,381 mm, no revestida

Resultados: el peso total de capa depositada es de 21 g/m^{2}, de los que 12 g/m^{2} en precapa y 9 g/m^{2} en top-capa; estado de la superficie del papel satinado: rugosidad PPS = 1,03-1,36.

El peso de capa permanece casi constante, variando entre 21 y 23 g/m^{2} en 20 horas de funcionamiento con la lama Ni-P-SiC, mientras que el peso de capa no permanece constante y el estado de superficie del papel satinado aceptable sólo durante 8 a 10 horas con la lama de acero.

La duración de vida de la lama revestida Ni-P-SiC es por tanto el doble de la anterior lama no revestida. Debe observarse que, en estas condiciones operativas, las lamas revestidas de cerámica no permiten obtener la calidad de papel satinado exigida.

Ejemplo 11

Comparación de una lama revestida Ni-P-SiC, de una lama "Duroblade" con revestimiento de cerámica comercializada por BTG Eclépens S.A. y de una lama cromada del comercio.

Los sustratos de acero de los tres tipos de lamas tienen todos las mismas dimensiones, a saber espesor nominal 0,508 mm, anchura 100 mm, longitud 780 mm. La lama según la invención lleva un revestimiento Ni-P-SiC de 30 \mum de espesor, la lama cerámica lleva un revestimiento de 150 micrones de espesor, la lama cromada lleva un revestimiento de cromo de 50 \mum de espesor.

Condiciones del ensayo:

- Porta lama ABC invertido, lama de presión a aproximadamente 5 mm de la punta de la lama con "backing roll" de tipo 65 PJ de Trelleborg.

- Ángulos de las lamas: 30º

- Papel: fino, pasta química, presatinado a 112 g/m^{2}, de tipo Multiart Silk

- Salsa: 63% de sólidos, para una viscosidad de 1000 - 1200 cps; el material sólido comprende 30 partes de arcilla (SPS) para 40 partes de Kaolin ultrawhite (Engelhart), 30 partes de carbonato de calcio HC 90 (Omya), 14 partes de latex DL 950 (Dow), 0,20 partes de Kenores 1420 (Casco Nobel) y 0,30 partes de carboximetilcelulosa CMC FF 10 (Metsa Serla). La velocidad de satinado es mantenida a 500 m/min para todos los ensayos.

En un primer ensayo, la presión diferencial es ajustada sucesivamente a 100, 200 y 300 kpa. La figura 5 muestra en ordenadas los pesos de satinado en g/m^{2} obtenidos para los tres tipos de lamas, siendo la presión diferencial en Kpa las abscisas. A estas tres presiones diferenciales, se constata que la lama Ni-P-Sic permite un paso de salsa más importante que los otros dos materiales, siendo iguales todas las condiciones por otra parte. La lama Ni-P-SiC permite por tanto un mejor control del perfil de capa en "sentido transversal".

En un segundo ensayo, una bobina completa de papel ha sido satinada con cada tipo de lama previendo un peso de capa uniforme de 10 g/m^{2}. En estas condiciones, es más difícil de ajustar un peso de capa constante con la lama cromada que con las otras dos. El examen de la forma de la punta de las lamas cromadas muestra que su geometría no es constante, de lo que resulta una variabilidad del peso de capa. Los ensayos comparativos de rugosidad y de alisado del papel dan los resultados resumidos en la tabla 2.

TABLA 2

Tipo de lama	Alisado Bendtsen	Rugosidad PPS
Cerámica	14	1,41
Ni-P-SiC	16	1,69
Cromo	38	1,85

Un test cualitativo de la cobertura de las fibras basado sobre un test de la tinta Kroda da la clasificación siguiente:

1.: lama revestida Ni-P-Sic

2.: lama cerámica BTG-Eclépens

3.: lama cromada

Ejemplo 12

Ensayo comparativo de producción de papel satinado entre lama de satinado según la invención (Ni-P/SiC) y lama cromada del comercio.

Lamas

Los sustratos de acero de los dos tipos de lamas tienen todos las mismas dimensiones, a saber espesor nominal 0,508 mm, anchura 76,2 mm, longitud 3730 mm.

La lama según la invención lleva un revestimiento Ni-P/SiC de 70 micrones de espesor, cuyas partículas SiC son más pequeñas de 5 micrones.

La lama cromada lleva un revestimiento Cr de 35 micrones de espesor.

Todas las lamas están biseladas a 40 grados.

Condiciones de ensayo

Máquina de satinado "off-line" 4 cabezas, ensayos sobre cabeza 4 (lado fieltro de la formación de la hoja), tipo MHI-Beloit S-matic, peso de capa previsto: 10 g/m^{2} por cabeza.

Papel tipo A2 (papel de arte), gramaje final 127,9 g/m^{2}, velocidad 950 m/min.

Salsa de satinado; 62-63% sólidos, viscosidad 700-800 cps.

Ángulo del portalama: 43,2 grados.

Rollo número 8, satinado cabeza 4 con lama cromada.

Rollo número 11, satinado cabeza 4 con lama según la invención.

Después de satinado, los rollos son super calandrados y después se efectúan unas mediciones cuantitativas para caracterizar la superficie del papel satinado.

Los resultados de la superficie "fieltro" están referidos en la tabla 3 siguiente:

TABLA 3

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Se constata que, con respecto a la lama cromada cuyo material está exento de fases reforzantes, los resultados con la lama según la invención son no solamente equivalentes en lo que es el brillo sino que sobrepasan a la lama cromada en lo que es el alisado de superficie.

Estas constataciones son totalmente inesperadas: un revestimiento según la invención presenta al análisis microscópico de la superficie desgastada en el curso del ensayo una topografía de erosión preferentemente de la matriz como muestra la fig. 6a. Esta facies de desgaste no es por tanto aplicada sobre la superficie del papel satinado. Por el contrario, la lama cromada desgastada no presenta prácticamente erosión diferencial de su superficie, como muestra la fig. 6b, mientras que la calidad del papel obtenida es inferior.

Los ensayos anteriores muestran que la lama revestida Ni-P-SiC presenta muy buenas características en lo que es la calidad de la superficie satinada. Es sorprendente constatar la excelente calidad del papel satinado, en particular la ausencia de microestríados, obtenida con las lamas con revestimiento Ni-P-SiC, mientras que este revestimiento presenta unas partículas duras discretas, que enrasan o sobresalen de la superficie de la matriz Ni-P.

Con un espesor de revestimiento Ni-P-Sic pequeño, del orden de 30 \mum, la duración de vida de la lama sólo es ligeramente superior a la de una lama de acero no revestida, mientras que con revestimiento más grueso, se aproxima a la duración de vida de una lama con revestimiento cerámico, y esto con unas características cualitativas superiores.

Claims

1. Procedimiento de fabricación de una lama de satinado, caracterizado porque comprende una etapa de codeposición química de un revestimiento de un espesor de 30 a 500 \mum sobre la parte funcional de una banda-lama de acero, comprendiendo este revestimiento una matriz a base de níquel y unas partículas de un diámetro de 0,5 a 10 \mum, constituidas por un material de dureza \geq 8 (en la escala de Mohs), y una etapa ulterior de segmentación de la banda-lama revestida en lamas de satinado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la banda-lama de acero es sumergida en un baño que comprende por lo menos una sal de níquel, un reductor de Ni^{++} y unas partículas en suspensión, elegidas entre las partículas de cerámicas, de diamante o de carburos humectables por el baño, inertes con respecto a sus constituyentes y sensiblemente no catalíticos, estando la proporción de las partículas en el baño comprendida entre 5 y 50% en volumen.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho reductor de Ni^{++} se elige entre los hipofosfitos, los aminoboranos y los borohidruros.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque el baño comprende también unas partículas de un lubrificante sólido en suspensión, en particular unas partículas de PTFE.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la banda-lama está parcialmente enmascarada durante la etapa de codeposición química para delimitar la parte funcional a revestir.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la banda-lama está arrollada sobre un soporte, en particular una rueda de soporte, en un arrollamiento helicoidal, estando las espiras del arrollamiento separadas unas de las otras por una banda intermedia.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el soporte de la banda-lama arrollada es mantenido en un movimiento regulador durante la etapa de codeposición.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la banda-lama sufre una preparación antes de la etapa de codeposición química, que comprende una limpieza y/o un desengrasado y/o un cepillado y/o un electropulido y/o un ataque anódico.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque, después de la etapa de codeposición, la banda-lama o la lama es sometida a un tratamiento térmico a una temperatura superior a 220ºC.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque una parte del tratamiento térmico se efectúa entre 290ºC y 650ºC.

11. Lama de satinado que presenta un revestimiento de un espesor de 30 a 500 \mum, que comprende una matriz a base de níquel y unas partículas constituidas por un material de dureza \geq 8 en la escala de Mohs, dispersadas en dicha matriz, sobre la parte funcional de dicha lama.

12. Lama según la reivindicación 11, caracterizada porque la matriz comprende de 2 a 6% en peso de B.

13. Lama según la reivindicación 11, caracterizada porque dicha matriz comprende de 5 a 10% en peso de P.

14. Lama según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizada porque dicho revestimiento contiene de 5 a 40% en volumen de partículas.

15. Lama según una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizada porque dicho revestimiento presenta una dureza Hv0.1 superior a 500.

16. Lama según la reivindicación 15, caracterizada porque dicho revestimiento presenta una dureza Hv0.1 \geq 900.

17. Lama según una de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizada porque el material de dichas partículas se elige entre los óxidos de aluminio, de zirconio, de cromo, el carburo de silicio y el diamante.

18. Lama según una de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizada porque dicho revestimiento tiene un espesor de 30 a 250 \mum.

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19. Lama según una de las reivindicaciones 11 a 18, caracterizada porque el revestimiento comprende también unas partículas de un lubrificante sólido, en particular unas partículas de PTFE.

20. Utilización de una lama según una de las reivindicaciones 11 a 19 para el satinado de papel.