專利名稱:在軋輥及其覆蓋層間有通氣界面的一種聚氨酯覆蓋式造紙機軋輥的制作方法
在軋輥及其復蓋層間有通氣界面的一種聚氨酯復蓋式造紙機軋輥
發(fā)明的領(lǐng)域
本發(fā)明是一種涉及聚氨酯復蓋式造紙機軋輥的制造技術(shù)，并且專門討論了用復蓋層和輥面間界面向大氣排氣的方法，來消除軋輥聚氨酯復蓋層和金屬輥面間粘結(jié)劑的變質(zhì)問題。
本發(fā)明的背景
如所周知，聚氨酯復蓋式造紙機軋輥的優(yōu)點是抗磨損性能好，能抗震，承載能力強。但在聚氨酯復蓋層和軋輥金屬面之間的粘結(jié)劑，在短期工作后常會消失，這樣便妨礙這種軋輥的廣泛使用，在造紙機處理潮紙卷時尤其如此。如果這種裝置能保持在干燥的環(huán)境中使用，則可采用許多已知的粘結(jié)劑，能提供聚氨酯和金屬面間一種優(yōu)良長效的粘結(jié)層。但是如果在潮環(huán)境中，便會發(fā)現(xiàn)，由于潮氣會在聚氨酯和金屬間的粘結(jié)界面中生成，這種粘結(jié)劑所提供的原來很優(yōu)良的粘結(jié)層便會消失掉。最初曾設(shè)想這種粘結(jié)層的消失是由于聚氨酯和金屬粘結(jié)組合體中固有的水解不穩(wěn)定性所造成的，但是我發(fā)現(xiàn)在這種粘結(jié)劑的消失過程中，水解不穩(wěn)定性只是一種無關(guān)緊要的因素。
我發(fā)現(xiàn)聚氨酯復蓋層和金屬之間所存在的溫度差，在金屬和聚氨酯之間的粘結(jié)層面或界面上會生成水汽，當這種裝置用在承受壓力的場合，例如當造紙機的軋輥接受潮紙卷并使之通過高壓夾鉗的時候，因為聚氨酯復蓋層是透水的，還有額外的水份被壓到粘結(jié)層或界面中去。不管怎樣，復蓋層和輥筒之間的溫差，以及造紙機這對加壓組件中的軋輥工作時所處的潮條件，使粘結(jié)層或界面上產(chǎn)生水汽，而粘結(jié)層便很快變質(zhì)失效了，這樣軋輥上的復蓋層變得松弛，使之不能在造紙機上進一步使用了。
所以，如果使造紙機金屬軋輥上這種聚氨酯和金屬間的粘結(jié)層能長久使用而不變質(zhì)，這便是一項重大技術(shù)革新。
根據(jù)本發(fā)明，在聚氨酯復蓋式造紙機軋輥中，在復蓋層和金屬之間增設(shè)一層通氣的界面，這種界面的有效使用壽命大大超過迄今所知的聚氨酯復蓋式軋輥的使用壽命。
本發(fā)明的軋輥是在一般金屬的造紙機軋輥上涂上一層聚氨酯粘結(jié)材料所制成的基底薄層而制成的，在這種軋輥的金屬園柱面上經(jīng)過噴砂和去脂處理。這所涂的基底薄層厚度足以形成一個良好的粘結(jié)層。其厚度從1/16吋或略小到1/2吋或略大，均為可取之值。涂層的制作可采用任何已知的方法，如噴涂、浸漬、涂刷或滾筒壓制等工藝。所用的粘結(jié)劑可從Conap，Inc，Olean，NY;Hughson Chemical Div of Lord Corp，Erie，PA;DaytonChemicol Div of the whittaker Corp，West Alexandria等廠家所生產(chǎn)的眾多的澆鑄聚氨酯用粘結(jié)劑中選用，也可包括Conap AD 1147，Chemlok 205;Chemlok 218;Thixon 406;Thixon 405等牌號的粘結(jié)劑或這些粘結(jié)劑的改進牌號。
然后將一種聚氨酯的聚合物澆鑄在基底的四周，其厚度足夠提供所需的軋輥復蓋層。對造紙機的軋輥復蓋層說來，要求的厚度約為3/8到1吋，因為復蓋層還要研磨到所需的光潔度，最初澆鑄的厚度是大于最后磨好的軋輥所需的厚度。有許多市場上可以購得的聚氨酯澆鑄配方料可以采用，能達到所要求的硬度。造紙機軋輥復蓋層的硬度為，從0到250P及J，或從40-50A級到20-80D級。
所要求的聚氨酯配方中含有聚醚基的聚氨酯，因為它們具有抗水解的性能并有所要求的硬度特性。澆鑄用的樹脂一般選自聚亞丁基乙二醇醚/TDI(甲苯二異氰酸)預聚物一族，如E.I.dupont Adiprenes提供的那樣，也可以選自Uniroyal B-600系列中的澆鑄樹脂。這些樹脂都可用許多種胺基或多羥基的固化劑中的任一種進行固化，二氯苯胺是一種。
根據(jù)本發(fā)明，將金屬軋輥和復蓋層之間的粘結(jié)層或界面通氣到外界，便可消除粘結(jié)變質(zhì)問題。在金屬滾筒上設(shè)置由直徑1/8吋、相距3/8吋的許多鉆孔所組成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，這就是一種方案。另一種方案，滾筒上的基底粘結(jié)涂層上刮成或刻成一種狀結(jié)構(gòu)，其通道或溝槽通向滾筒的兩側(cè)。這種涂層也能以格的形式印在滾筒上，設(shè)計的格的溝槽導向滾筒的兩端。還有一種方案是將能吸水的塞線，以網(wǎng)格形式繞在滾筒的粘結(jié)涂層的筒壁上，其開啟面積的寬度或直徑是1/4到1/2吋，塞線的端部也露在滾筒兩端的大氣中。還有一種更進一步的方案，干脆將滾筒的周緣柱面上刻槽，槽中充以易熔材料，在復蓋層加上以后再將這種易熔材料從槽中融化排掉。
這些通道和空隙處都是按這樣形式設(shè)計使它們和滾筒的縱軸方向有所偏斜，這樣它們通過加壓夾鉗處時相夾一個角度，這樣便可減少復蓋層中因溝槽引起的不連續(xù)性對造紙機夾鉗穩(wěn)定性的影響，并且也可減少這對加壓組件的振動。例如滾筒上的鉆孔沿滾筒的長度按對角線方向分布，基底上所刻的溝槽走向分為兩類，一部份在滾筒周圍是呈橢園園周形，而在滾筒縱向的又是對角線斜線方向，吸水的塞線在滾筒的長度上也是按對角線斜向伸展，并以螺旋線的形式繞在滾筒外周。滾筒上的直接刻槽也可以是螺旋線的周緣槽和縱向的斜向槽相交的形式。
這樣，本發(fā)明的一個目的便是盡可能減少聚氨酯復蓋式造紙機軋輥的粘結(jié)層失效情況。
本發(fā)明的另一個目的是將軋輥和軋輥復蓋層之間的界面與外界溝通，以排出界面中的潮氣。
本發(fā)明的進一步目的是提供一種聚氨酯復蓋式造紙機軋輥，在它的滾筒和復蓋層間的界面能排氣到大氣中。
本發(fā)明還有一個目的是提供減少聚氨酯復蓋式造紙機軋輥中粘結(jié)層失效的一種方法。
本發(fā)明還附有一些示圖，表示本發(fā)明的最佳模式并有詳細說明，凡是通曉這種技術(shù)的人很容易看到本發(fā)明還具有其他一些目的。
這些示圖如下
圖1是一種采用本發(fā)明聚氨酯復蓋式軋輥的造紙機軋輥裝置的剖面示意圖。
圖2是圖1中裝置沿Ⅱ-Ⅱ方向的放大局剖視圖。
圖3是本發(fā)明的通氣軋輥進行噴涂正向示意圖，這種軋輥的復蓋層有一層粘結(jié)層作為基底。
圖4是說明圖3中的有粘結(jié)基底的通氣軋輥在澆鑄聚氨酯復蓋層的縱向剖視圖。
圖5是在涂復著開有溝槽的粘結(jié)基底的軋輥的側(cè)向示意圖，該圖的復蓋層部分剝開以表示這種基底。
圖6是圖5沿Ⅵ-Ⅵ方向的橫向剖視圖。
圖7是繞有吸水塞線的軋輥的正向示意圖，這種塞線使?jié)L筒與復蓋層之間的粘結(jié)層能與大氣溝通。
圖8是圖7沿Ⅷ-Ⅷ方向的橫向剖視圖。
圖9是圖7沿Ⅸ-Ⅸ方向的橫向剖視圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明在筒體上開有溝槽的軋輥的局部軸側(cè)示意圖。
圖1是一種軋輥裝置10的示意說明圖。它包括本發(fā)明的聚氨酯復蓋式軋輥11作為底輥，和頂輥12一起組成了高壓夾鉗13。造紙機的毛布帶14將壓在它下面的紙卷15通過夾鉗13傳送過去。
本發(fā)明的滾筒11是一個空心園柱筒16，它和大氣相通，這點可以從圖中的16a可以看出。它的園柱表面，通過粘結(jié)基底18，包有聚氨酯復蓋層17。滾筒的園柱表面在噴涂基底18前最好先進行噴砂和脫脂處理。復蓋層17在通過高壓夾鉗13時將壓緊紙卷，在夾鉗的高壓區(qū)內(nèi)，其剛度和硬度均足夠承受壓力，不致壓碎或松脫。這復蓋層也是不透水的，它把水份從紙卷中壓到毛布14中去。
園柱筒16鉆有許多個徑向小孔19，使粘結(jié)層18與大氣相通。如圖3中所示，這些小孔19在滾筒16的長度方向上，是以對角線走向排列分布，這樣它們是以一定角度通過夾鉗區(qū)13的，這樣使沿滾筒長度方向的復蓋層在通過該區(qū)時不會產(chǎn)生接連不斷的不連貫現(xiàn)象，保持夾鉗區(qū)承載的穩(wěn)定性，并使這對受壓組件的振動為最小。在圖3中還可看出，粘結(jié)基底18是從一個噴槍20噴涂到園筒上以達到所要求的厚度的。
如圖4所示，涂有基底18的園筒16是浸在模具21中，而聚氨酯復蓋層17就在這模具中澆鑄在粘結(jié)基底的外周。澆鑄的復蓋層及其粘結(jié)劑可以在模具中固化。
這樣便可明顯地看出，軋輥11在金屬園筒16和復蓋層17之間有一層界面，通過無數(shù)個小孔與大氣相通，然而這些小孔所提供的空隙，是被粘結(jié)層和聚氨酯復蓋層所密封，不和高壓夾鉗13相通的。因為開啟的空隙和孔穴的分布方向和夾鉗方向相隔一個角度，在前進通過夾鉗時是逐個相繼的，沿夾鉗的長度方向不會出現(xiàn)一條連續(xù)的空穴串列，這對保持工作的穩(wěn)定性是有利的。
如圖5及圖6所示，本發(fā)明的聚氨酯復蓋式軋輥還有一種方案。圖中與軋輥10各部件相的各部件都標以相同的標號。
在軋輥10a中，涂復的基底22在四周繞刻著斜向的橢園形周槽23，與縱向的對角線走向的斜向槽24相交，這樣便構(gòu)成與園筒端部16相通的格柵模式。這些溝槽可以在基底復蓋面22天固化前梳刮而成，也可以在凝結(jié)的基底上切刻，或者在滾筒園柱面16上直接印涂這種格柵結(jié)構(gòu)。如圖4所示，再將聚氨酯復蓋層17澆鑄在基底周圍。在澆鑄過程中如果這些溝槽會阻塞，則可將這些溝槽最初填以低熔或可溶的填料，在澆鑄后再予去除。
這樣粘結(jié)層22便通過周槽23和與之相交的通向園筒兩端的縱向槽24，與大氣相通。
本發(fā)明還提出一種改型通氣軋輥10b，如圖7到圖9所示，同樣，與上述兩種軋輥相應的各部件都標以相同的標號。
在軋輥10b中，基底18是通過吸水的軟塞線通向大氣的，這些塞線或沿園筒16縱向伸展，或繞園筒16周圍繞轉(zhuǎn)，都埋在塞底18里面。這些塞線即可用燭心的吸水芯線做成，這些棉制纖維將潮氣吸出并引向滾筒兩端部。如圖所示，有些塞線25a在滾筒16的長度方向是沿斜向?qū)蔷€伸展的，另有一些塞線25b是以螺旋線形式繞在園柱16上，并和縱向線25a相交。在這種形式下，基底或粘結(jié)層18是在封閉的區(qū)域內(nèi)和塞線25相接觸，而這些塞線便將潮氣吸出并引向滾筒兩端，如圖8的26處所示，縱向塞線25a在該兩端面處是露在大氣中的。
圖10中顯示的是另一種改型軋輥10c，這種軋輥的園筒16本身刻有縱向及周緣槽27，深度為1/8到1/4吋，相隔約1/4到1/2吋?？v向槽27a也是沿園筒16的長度方向，按對角線斜向伸展與園筒端面相通。與之相交的溝槽27b是以螺旋線形式繞在園筒外周。這些溝槽最初都充以易熔材料如圖中28所示。諸如Wood′s及“Rose”金屬這些材料可以采用。在滾筒周圍涂上粘結(jié)層，再將聚氨酯鑄在粘結(jié)層上。當這個裝置固化后，將它加熱把填料18化掉。這樣制成的軋輥10c便具有通過溝槽與大氣相通的粘結(jié)層或界面了。
對于通曉這種技術(shù)的人說來，可以很清楚地認識到，由于把金屬滾筒和其塑性復蓋層之間的粘結(jié)界面和大氣相通，本發(fā)明將延長聚氨酯復蓋式造紙機軋輥的使用壽命。
權(quán)利要求
1、一種造紙機軋輥，它包含
一個金屬園筒，
上述園筒的聚氨酯粘結(jié)涂層，
通過上述粘結(jié)劑繞上述園筒并與之整體結(jié)合在一起的聚氨酯復蓋層，以及將復蓋層與園筒之間的界面通向大氣的排氣通道。
2、一種造紙機軋輥，它包含一個金屬筒，圍繞上述園筒的聚氨酯復蓋層，將上述復蓋層粘上上述園筒的一種粘結(jié)劑，以及將這種粘結(jié)劑向園筒端部排氣的方法。
3、一種造紙機軋輥，它包含
一個金屬園筒，
圍繞上述園筒的聚氨酯復蓋層，
將復蓋層和園筒連在一起的粘結(jié)層，以及將粘結(jié)層沿園筒長度通向園筒兩端的方法，在緊密的間距內(nèi)將潮氣有效地從復蓋層和園筒之間的界面中排出。
4、權(quán)限1中的軋輥，其中上述的排氣通道是穿通筒壁相距很近的一系列鉆孔。
5、權(quán)限1中的軋輥，其中排氣通道是在復蓋層和園筒之間的縱向的和繞在園筒周緣的溝槽。
6、權(quán)限1中的軋輥，其中排氣通道是露出園筒兩端的吸水的塞線。
7、權(quán)限1中的軋輥，其中排氣通道包括相交的螺旋線和縱向兩部分。
8、權(quán)限1中的軋輥，其中排氣通道是和園筒筒軸相對傾斜地縱向伸展的。
9、權(quán)限2中的軋輥，其中復蓋層是澆鑄在粘結(jié)劑外周的。
10、權(quán)限2中的軋輥，其中粘結(jié)劑的排氣方法，沿園筒長度按28角線方向伸展，并通到園筒的一端。
11、權(quán)限4中的軋輥，其中小孔在園筒長度方向上的排列，是和園筒軸不平行的。
專利摘要
本發(fā)明用把聚氨酯和金屬筒壁之間的界面向大氣排氣的方法，消除了聚氨酯覆蓋式造紙機軋輥的覆蓋層和金屬之間的粘結(jié)層變質(zhì)問題?？梢杂迷谕脖谒闹茔@小孔的方法，用在筒壁上涂復刻有通向大氣溝槽的粘結(jié)基底的方法，用在滾筒和覆蓋層之間設(shè)有多孔吸水塞線的方法，或用在筒壁四周直接刻槽提供通向大氣的通道的方法，均可使這種界面向大氣排氣。
文檔編號D21F3/08GK85103231SQ85103231
公開日1986年10月22日 申請日期1985年4月23日
發(fā)明者艾伯特·比克 申請人:美商貝洛特公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan