專(zhuān)利名稱(chēng)：包括圓柱形基體和介電輥?zhàn)油繉拥碾姇炤佉约坝糜谥圃爝@種電暈輥的方法
包括圓柱形基體和介電輥?zhàn)油繉拥碾姇炤佉约坝糜谥圃爝@
種電暈輥的方法本發(fā)明涉及一種包括圓柱形基體和介電材料輥?zhàn)油繉拥碾姇炤?corona roller)。 本發(fā)明還涉及一種用于制造這種電暈輥的方法。常常使用氧化鋁作為用于電暈輥的輥?zhàn)油繉拥慕殡姴牧希渲醒趸X通過(guò)等離 子噴涂被噴涂于輥體上。這種輥?zhàn)颖挥迷陔姇炏到y(tǒng)(參考附圖
)中，其中例如用特殊的 放電作用預(yù)處理塑性材料薄膜，使得氧化過(guò)程造成其表面變得親水，并從而能夠用傳統(tǒng) 的膠印方法在印刷中使用。鑒于實(shí)際上這些起介電作用的氧化鋁層常常是多孔的，它們 由合成樹(shù)脂覆蓋(scale)，并且在這種密封不僅應(yīng)表面地有效，而是應(yīng)貫穿該層的整個(gè)厚 度有效的情況下，該過(guò)程在真空中進(jìn)行，如同從DE19957644A1和WO 01/40544A1中知 道的。然而在實(shí)踐中顯示即使深入微孔的合成樹(shù)脂氧化鋁層密封也不能保證不發(fā)生至輥 子芯部的電擊穿。其原因一方面基于粘附促進(jìn)層一通常在等離子噴涂中提供該粘附促進(jìn) 層，其具有結(jié)合相應(yīng)尖端作用(場(chǎng)強(qiáng)局部增加至電擊穿一避雷裝置的原理)的明顯的表 面形態(tài)，而另一方面基于輥體在運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)特性，包括撓曲(deflection)、震動(dòng)等等， 其結(jié)果是覆蓋合成樹(shù)脂的氧化鋁層也會(huì)產(chǎn)生裂痕或者破損，由此發(fā)生電擊穿。電擊穿通 常不僅意味著過(guò)程的中斷，而且意味著電暈輥的功能性的破壞。本發(fā)明的目的因此是提供一種針對(duì)電擊穿具有提高的運(yùn)行安全性的電暈輥以及 提供一種用于制造這種電暈輥的可靠的方法。本發(fā)明基本的目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈輥以及在權(quán)利要求10和14中 所要求的方法達(dá)到。該電暈輥包括圓柱形基體和介電材料輥?zhàn)油繉印０凑毡景l(fā)明，該輥?zhàn)油繉影?噴涂于該基體外表面的熱塑性材料層，其中具有電絕緣特性的固體(粉末)顆粒以形狀鎖 定的(form-locking)方式嵌入層的材料基體中、于其表面附近，使得僅所述顆粒的部分區(qū) 域從所述內(nèi)層突出；而在塑性材料層的外側(cè)形成堅(jiān)硬的、耐磨損和耐侵蝕的表面，該堅(jiān) 硬的、耐磨損和耐侵蝕的表面同樣地具有電絕緣特性。按照本發(fā)明提供的涂層是有利的，尤其是一方面不需要金屬粘附促進(jìn)層，從而 消除了由歸因于表面形態(tài)的尖端作用引起的電擊穿的風(fēng)險(xiǎn)，而另一方面甚至在電絕緣外 層形成裂痕或者破損都不會(huì)導(dǎo)致介電特性的局部整體崩潰，從而不會(huì)導(dǎo)致電擊穿。熱 塑性材料的電絕緣效果一特別地，當(dāng)其電阻系數(shù)(specific resistance)至少為IO12 Ω
時(shí)一完全足夠保護(hù)電暈輥的機(jī)能，使得設(shè)置于其上的外層具有額外的電絕緣性，而外層 的主要功能針對(duì)磨損提供保護(hù)。按照本發(fā)明的覆層的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于熱塑性材料的涂層 具有高介電性，且高度耐化學(xué)作用并針對(duì)侵蝕安全地保護(hù)輥體。當(dāng)其表面由例如由強(qiáng)酸 性的清洗劑處理以及當(dāng)輥體包含低合金鋼時(shí)，在傳統(tǒng)的電暈輥中發(fā)生伴隨著氧化鋁層的 局部層離的亞表層侵蝕。塑性材料層特別地可以由電絕緣的、耐磨損的外功能層覆蓋，從塑性材料層 突出的顆粒部分區(qū)域嵌入該外功能層，該外功能層優(yōu)選地包含氧化陶瓷，特別地包含 Al2O3> Cr2O3> SiO2> ZrO2或者M(jìn)ulitte或者這些材料中的兩種或多種的混合物。
塑性材料層的材料特別地可以是熱塑性的聚酰胺，例如商品名為RILSAN 、 NYLON和PERLON 的材料，即蓖麻油基的聚酰胺和內(nèi)酰胺基的PAll、PA4的聚酰 胺、PAll (NYLON)或者 PA6 的聚酰胺(PERLON )。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該功能層具有0.05mm至3.0mm的厚度，而優(yōu)選地具 有大約0.5mm的厚度。而傳統(tǒng)的電暈輥常常設(shè)有厚度達(dá)2毫米及以上的氧化鋁層，其相 應(yīng)地對(duì)裂痕或者破損敏感，根據(jù)本發(fā)明的涂層通常允許減少氧化陶瓷層的厚度至十分之 幾毫米。這不僅在用于電暈輥的覆層的生產(chǎn)中具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)，而且提供大大增加的運(yùn)行 安全性，因?yàn)檠趸沾蓪痈俚貎A向于在動(dòng)載荷下形成破損。從0.5mm至4mm，而優(yōu)選地從大約Imm至2mm的厚度顯示為特別地適合塑性 材料層，而輥?zhàn)油繉拥谋砻鎯?yōu)選地具有0.5 μ m < Rz < 500 μ m的表面粗糙度，特別地具 有從1.5 μ m至20 μ m的表面粗糙度Rz。按照本發(fā)明，制造包括圓柱形基體和介電材料輥?zhàn)油繉拥碾姇炤伒姆椒ò?第一步，熱塑性材料層被噴涂于基體外表面。下一步，塑性材料層被加熱至與蜂蜜相似 的粘性。隨后，具有電絕緣特性的固體(粉末)顆粒以形狀鎖定的方式被嵌入如此加熱的 塑性材料層的材料基體中、于其表面附近，使得僅這些顆粒的部分區(qū)域從內(nèi)層突出。如 此制備的塑性材料層由電絕緣、耐磨損的外功能層覆蓋，從塑性材料層突出的顆粒部分 區(qū)域嵌入該外功能層。該功能層優(yōu)選地由熱噴涂制造，其中第一粉末顆粒以這種方式被射入加熱的塑 性材料層的材料基體中、在其表面附近，使得它們?nèi)匀灰云洳糠謪^(qū)域從塑性材料層突 出，而其中在噴涂操作的進(jìn)一步過(guò)程中，使突出的粉末顆粒與后來(lái)的粉末顆粒結(jié)合形成 所述功能層。根據(jù)用于制造包括圓柱形基體和介電材料輥?zhàn)油繉拥碾姇炤伒男薷牡姆椒ǎ?一次地，熱塑性材料層被噴涂于該基體外表面并被加熱至與蜂蜜相似的粘性。然后具有 電絕緣特性的固體材料的顆粒被散布進(jìn)入如此加熱的塑性材料層的材料基體中、于其表 面附近，通過(guò)隨后研磨熱塑性材料的覆層制造堅(jiān)硬的、耐磨損和耐侵蝕的表面，在該熱 塑性材料的覆層表面附近散布著固體材料的顆粒。應(yīng)了解的是，該方法的兩個(gè)實(shí)施例中外覆層額外地可以設(shè)有封閉任何微孔的密 封，如從 DE 19957644A1 和 WO 01/40544A1 所知。單一的圖中顯示了上述類(lèi)型的電暈輥的例子，其包括輥?zhàn)踊w10和輥?zhàn)油繉?(介電的)11，而其被用在電暈系統(tǒng)中。該電暈系統(tǒng)包括設(shè)有隔離器的電極單元13。塑 性材料的薄膜12被支撐在按箭頭方向旋轉(zhuǎn)的電暈輥上，當(dāng)薄膜從電極單元13下方通過(guò) 時(shí)，其通過(guò)放電作用被預(yù)處理，使得其表面由于氧化過(guò)程變得親水，并因而適于以傳統(tǒng) 的膠印方法印刷。
權(quán)利要求
1.一種包括圓柱形基體和介電材料輥?zhàn)油繉拥碾姇炤?，其特征在于，所述輥?zhàn)油繉?包括被噴涂于所述基體外表面的熱塑性材料層，其中具有電絕緣特性的固體(粉末)顆粒 以形狀鎖定的方式嵌入所述層的材料基體中、于其表面附近，使得僅所述顆粒的部分區(qū) 域從所述內(nèi)層突出，并且，在所述塑性材料層的外側(cè)形成有堅(jiān)硬的、耐磨損和耐侵蝕的 表面，所述堅(jiān)硬的、耐磨損和耐侵蝕的表面同樣地具有電絕緣特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈輥，其特征在于，塑性材料層由電絕緣、耐磨損的外功 能層覆蓋，所述外功能層嵌入有從所述塑性材料層突出的顆粒部分區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈棍，其特征在于，所述功能層包含氧化陶瓷，特別地包 含A1203、Cr2O3> SiO2> ZrO2或者M(jìn)ulitte或者這些材料中的兩種或多種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的電暈輥，其特征在于，所述熱塑性材料具有至 少為IO12 Ω *m電阻系數(shù)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電暈輥，其特征在于，所述塑性材料層包含聚 酰胺。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電暈輥，其特征在于，所述嵌入塑性材料層的 材料基體中、于其表面附近的顆粒包含與所述功能層相同的材料。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電暈輥，其特征在于，所述塑性材料層具有從 0.5mm至4mm的厚度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電暈輥，其特征在于，所述功能層具有從 0.05mm至3.0mm的厚度，而優(yōu)選地具有為大約0.5mm的厚度。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電暈輥，其特征在于，所述輥?zhàn)油繉拥谋砻婢?有0.5 μ m < Rz < 500 μ m的表面粗糙度，特別地具有從1.5 μ m至20 μ m的表面粗糙度 Rz0
10.一種用于制造包括圓柱形基體和介電材料輥?zhàn)油繉拥碾姇炤伒姆椒?，其中熱塑?材料層被噴涂于所述基體外表面，所述塑性材料層被加熱至與蜂蜜相似的粘性，而具有 電絕緣特性的固體(粉末)顆粒以形狀鎖定的方式被嵌入如此加熱的塑性材料層的材料基 體中、于其表面附近，使得僅所述顆粒的部分區(qū)域從所述內(nèi)層突出，而如此制備的塑性 材料層由電絕緣、耐磨損的外功能層覆蓋，所述外功能層嵌入有從所述塑性材料層突出 的顆粒部分區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述顆粒被射入如此加熱的塑性材料 層的材料基體中、于其表面附近。
12.根據(jù)權(quán)利要求10和11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在用于制造所述功能 層的熱噴涂操作的步驟中，所述第一粉末顆粒被射入如此加熱的塑性材料層的材料基體 中、于其表面附近，使得它們?nèi)匀灰云洳糠謪^(qū)域從所述塑性材料層突出，而其中在噴涂 操作的進(jìn)一步過(guò)程中，使突出的粉末顆粒與后來(lái)的粉末顆粒結(jié)合形成所述功能層。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述外功能層被制造 為從0.05mm至3.0mm的厚度，而優(yōu)選地具有大約0.5mm的厚度。
14.一種用于制造包括圓柱形基體和介電材料輥?zhàn)油繉拥碾姇炤伒姆椒?，其中熱塑?材料層被噴涂于所述基體外表面，所述塑性材料層被加熱至與蜂蜜相似的粘性，固體材 料具有電絕緣特性的顆粒被散布進(jìn)入如此加熱的塑性材料層的材料基體中、于其表面附近，通過(guò)隨后研磨熱塑性材料的覆層制造堅(jiān)硬的、耐磨損和耐侵蝕的表面，在該熱塑性 材料的覆層表面附近散布著固體材料的顆粒。
15.根據(jù)權(quán)利要求所述的方法14，其特征在于，所述固體材料的顆粒通過(guò)噴砂處理 或者研光系統(tǒng)的方法被散布進(jìn)入所述如此加熱的塑性材料層的材料基體中、于其表面附 近。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述塑性材料層通過(guò) 流化床工藝或者熱噴涂工藝被噴涂于所述輥?zhàn)拥幕w上。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述塑性材料層被噴 涂為0.5mm至4mm的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述輥?zhàn)油繉拥谋砻?被研磨或者拋光至0.5 μ m < Rz < 500 μ m的表面粗糙度，特別地為1.5 μ m到20 μ m的 表面粗糙度Rz。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括圓柱形基體和介電材料輥?zhàn)油繉拥碾姇炤佉约坝糜谥圃焖姆椒āＴ撦佔(zhàn)油繉影ū粐娡坑谒龌w外表面的熱塑性材料層(例如聚酰胺)。具有電絕緣特性的固體(粉末)顆粒以形狀鎖定的方式嵌入所述層的材料基體中、于其表面附近中，使得僅所述顆粒的部分區(qū)域從所述內(nèi)層突出。在塑性材料層的外側(cè)形成堅(jiān)硬的、耐磨損和耐侵蝕的表面，所述堅(jiān)硬的、耐磨損和耐侵蝕的表面同樣地具有電絕緣特性。
文檔編號(hào)H01T19/00GK102017342SQ200980112551
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者C·杜達(dá)茲, G·約納, M·基斯特, 克勞斯·休塞爾 申請(qǐng)人:科特克表面調(diào)質(zhì)處理有限責(zé)任公司