專利名稱:聚氨酯覆蓋式造紙機軋輥的制作方法
本發(fā)明涉及在造紙機中有多種用途的復蓋著彈性材料的軋輥，并且特別涉及用聚氨酯涂復的金屬軋輥，它下用模具或烘箱，把涂層噴涂到任何所需的厚度和硬度。這涂層具有由封閉的相互隔絕的氣孔所構成的微觀結構，非常適合于造紙機中軋輥和軋光臺等機構剝離紙張的要求。
迄今為止，要生產(chǎn)用彈性材料復蓋的造紙機軋輥，只能用一些昂貴而投資大的設備，化費許多勞力和時間。而這種軋輥使用壽命短，在復蓋層和金屬軋輥之間還要用粘結技術，要用烘箱、固結爐臺及澆鑄模具等。
在生產(chǎn)這種彈性材料復蓋的造紙機軋輥技術中，能不用迄今一直所必需的昂貴設備和勞力，其使用壽命又能高于迄今所達到的水平，無疑是一種革新。而這種聚氨酯復蓋式造紙機軋輥，還具有由封閉的氣孔和小泡所構成的石狀組織結構，有利于紙張的剝離，并在高壓區(qū)中還有抗壓碎性能，則尤其是一大革新。
本發(fā)明提供的這種聚氨酯復蓋式金屬滾筒，是在造紙機中諸如軋輥、軋光壓臺等上支承和傳送通過高壓區(qū)的紙張之用。這種彈性復蓋層能具有任何所需的厚度和硬度，并包含無數(shù)封閉和相互隔絕的小泡和氣孔，但它們并不透氣。這復蓋層是這樣構成的直接在金屬軋輥面上噴涂一種由以等氰酸鹽為鏈端的預聚物組成的無溶劑雙組無聚氨酸樹脂配方液，并用一種多羥基化合物和一種催化劑來固化而成的。這種樹脂成分在裝入噴槍前才混合在一起，并在壓力下輸入噴槍內(nèi)。這種組合樹脂很快在軋輥上凝結，所以不需要模具和烘箱等。
在一種折薦的裝置中，一個鋼制軋輥，其軸頸安裝在軸承上，以選定速率旋轉。一個噴槍將樹脂噴涂在旋轉的軋輥上，并沿軋輥的長度方向以選定的速度來回移動。軋輥的旋轉速度和噴槍的縱向移動速度是相互配合的，以提供所需厚度的涂層，噴涂的工序一遍又一遍相繼進行以達到所需厚度的涂層，下層的涂層很快凝結以接受另一層樹脂的噴涂。
根據(jù)預定的使用條件，涂復層的厚度可變化很大?？刹捎玫暮穸葟?.54毫米(0.1英寸)到50.8毫米(2英寸)。例如，如果要求涂層為1.27毫米(0.5英寸)厚，則噴槍噴流可以調(diào)整到20度寬，噴頭的縱向移動量可以調(diào)整為每轉5.08毫米(2英寸)，這樣每次涂層將有0.127毫米(0.05英寸)厚，噴涂10次便有1.27毫米(0.5英寸)的厚度。這樣噴涂的結果，在整個厚度內(nèi)將是完全均勻的，因為下面一層的涂層固結前，下一次的噴涂便施加上去了。涂層的固結或完全固化，需要2到7天。在固化后，涂復層再研磨到所要求的直徑和表面光潔度。
涂層有無數(shù)完全封閉和相互隔絕的空穴或小孔，直徑1最好在0.019到0.185毫米之間，大多數(shù)在0.037到0.074毫米之間。
控制樹脂配方可使涂復層表面硬度從A級60到D級70，在樹脂配方液輸向噴槍時，保持的壓力約為6.895×105牛頓/平方米(100磅/平方英寸)。
在歐克斯里(Oechsle)的美國專利4，267，299號中已闡明了合適的聚氨酯樹脂配方和混合的條件。因此本發(fā)明的一個目的，便是提供涂有彈性體的造紙機用金屬軋輥，其涂層具有封閉或隔絕小孔所構成的石狀微觀結構，有利于紙張的剝離。
本發(fā)明的另一目的是提供造紙機用的聚氨酯復蓋的金屬軋輥。
本發(fā)明的另一目的是提供用于造紙機壓區(qū)的金屬軋輥，其上噴涂有聚氨酯的復蓋層，包含有無數(shù)封閉隔絕小孔，構成石狀微觀結構，并研磨到所要求的直徑和表面光潔度。
本發(fā)明的另一目的，是提供在造紙機軋輥上噴涂復蓋層的方法。
本發(fā)明還有一個目的是，提供在金屬軋輥上噴涂聚氨酯樹脂的方法以制得要求厚度的復蓋層，它具有包含無數(shù)小孔但又不透液體的微觀結構。
本發(fā)明說明還附有各種示圖及其詳細說明，通過提供的實例闡明了本發(fā)明的一個最佳模式，凡是通曉這種技術的人很容易了解到本發(fā)明包含的其他進一步的目的。
圖1是本發(fā)明所涉及的彈性體復蓋的金屬滾筒的正視圖，并附局部剖視。
圖2是圖1中沿Ⅱ-Ⅱ方向的橫向剖視圖。
圖3是圖2中滾筒視中的局部放大圖。
圖4是滾筒表面的一部份局部放大平面圖，藉以表示其石狀結構。
圖5是由本發(fā)明涉及的彈性體復蓋的軋輥所構成的造紙機壓輥裝置的示意圖。
圖6是說明形成本發(fā)明輥軋的方法的示意圖。
圖1與圖2所示的軋輥10具有所需任意直徑和長度的普通圓柱形鋼體11，它應用于造紙機械的高壓區(qū)裝置中。鋼輥的柱形表面11復蓋了一種彈性體12，根據(jù)本發(fā)明，這種彈性涂層是用一種快凝樹脂配方液在軋輥上噴涂而成的。如圖1所示，這鋼輥11具有端頭13和從端部伸出的軸或軸頸14。涂層或復蓋層12是直接粘結在軋輥11上，沒有加設粘結用的襯底。
所采用的彈性涂層是具有優(yōu)良抗壓性能的聚氨酯層，但即使在固化研磨后仍具有一定彈性。這種聚氨酯樹脂配方是由一種等氰酸鹽預聚物和催化劑所組成。這種配方是不含溶劑的，僅在使用前才混合，并從一個噴槍流出，噴附于軋輥表面并在其上迅速凝結。以上所述在歐克斯里的美國專利4，267，299號中已有說明，它介紹一種由雙組無不含溶劑的聚氨酯樹脂配方應用于軋輥噴涂的情況。
如圖3所示，這種聚氨酯復蓋層含有無數(shù)相互隔絕的小直徑的小孔或氣泡，其大小在前節(jié)已經(jīng)提到，它構成一種具有石狀組織的不透氣的微觀結構，復蓋層12經(jīng)過研磨達到要求的表面光潔度和直徑1，呈現(xiàn)如圖4所示的表面，在光滑的小面積17之間還有一些縫隙16。這些縫隙也可以認為是小孔15的孔壁所構成，但它們之間并不是相互溝通的，因為如果這樣便會使復蓋層透氣了。這些縫隙和夾雜其間的這些拋光的實心小面積配合一起，便提供極好的剝離紙張的性能。
如圖5所示，本發(fā)明所制成的聚氨酯復蓋式軋輥10構成一個造紙機壓輥裝置中的底輥。這裝置還有一個鋼制頂輥19，這樣便組成一個高壓區(qū)20。造紙機毛布21將紙卷22通過區(qū)20傳送過去。正如以上所解釋的那樣，當紙卷的紙面貼緊聚氨酯復蓋層12，通過壓區(qū)后，復蓋層的組織結構將很容易將紙張剝離。這種復蓋層具有足夠的硬度，能抵抗壓區(qū)的高壓負荷。
如圖6所示，軋輥11的軸頸14裝在一個車床或其他類似設備的固定軸承座23內(nèi)。它的一個軸頸，例如，可以用一個變速電動機M這樣的旋轉裝置24所驅動。軋輥11的圓柱體部份，沿噴槍25的行程方向，水平地擱置在軸承座23之間。噴槍即對軋輥圓柱表面11a噴出射流26。噴槍由一個加壓容器27供給噴液，樹脂配方混合液的組成即在其中混合。容器27如在28處所示加壓到6.895×10牛頓/平方米(100磅/平方英寸)壓力左右，用一個高壓軟管29將容器和噴槍接通?？刂崎yV能控制通向噴槍的流量，速度控制器C能調(diào)節(jié)電動機M的轉速。
噴槍25沿滾筒11的長度方向，用一個諸如絲杠30那樣的適當?shù)倪M給裝置來回驅動。沿軋輥11的長度方向多次來回噴射的過程中，射流26便做成選定厚度的聚氨脂涂復層。涂層最初是直接沉積在軋輥11的金屬面上，以下相繼的涂復是施加在很快便凝結的前一次的涂層上。
當涂復屋12達到所要求的深度或厚度時，便可停下以待固化。當完成硬化后，復蓋層的表面便可進行磨削以達到所要求的直徑和表面光潔度。這樣磨好的滾筒便具有所要求的直徑、外型和表面光潔度。如果需要，對復蓋層進行磨或銑，還可在軋輥上加工出中高，或包括排氣、排水漕那樣的其他輪廓外形。
根據(jù)以上說明，本發(fā)明能提供一種噴涂沉積式的彈性體復蓋的金屬軋輥，它具有造紙機壓輥機構中非常需要的那樣微觀結構。
在上面介紹的具體實施例中，聚氨脂是不加粘結劑直接噴涂在金屬軋輥上?？梢岳斫猓鶕?jù)具體應用要求，對滾筒簡體也可加上一種粘結劑，或甚至添加某種中間過渡襯底，諸如纖維增強材料，然后再加噴涂。
權利要求
1、一種軋輥，其特征是，包括一個金屬簡體和回繞簡體的噴涂沉積的彈性體復蓋層，這種復蓋層具有包含許多微小相互隔絕封閉小孔的微觀結構。
2、一種造紙機中所用的軋輥，其特征是，包括一金屬簡體，它復蓋一層噴涂沉積的聚氨酯樹脂的涂層，涂屋具有石狀的研磨表面。
3、一種造紙機軋輥，其特征是，包括一個具有圓柱面的鋼制滾筒，圍繞并粘結在上述圓柱表面的由雙組元無溶劑聚氨酯樹脂噴涂而成的復蓋層，該復蓋層的研磨表面，以及復蓋層中無數(shù)微小隔絕封閉的小孔。
4、制成彈性體復蓋式軋輥的方法，其特征是，包括將一個金屬軋輥安裝置噴咀射流移動的行程中，將噴頭沿軋輥的長度方向來回移動，對噴頭供給一種能夠快速凝結的彈性體樹脂配方液，將軋輥旋轉，控制噴頭移動量和射流噴出流量之比以及控制軋輥旋轉速率，以便在滾筒上沉積一層樹脂涂復層使涂復層固化，并加工涂復層以達到所要求的光潔度。
5、權利要求
1的軋輥，其特征是，復蓋層厚度約2.54至50.8毫米(0.1至2英寸)，小孔直徑約0.019到0.185毫米。
6、權利要求
1的軋輥，其特征是，彈性體復蓋層是一種無溶劑雙組元聚氨酯。
7、權利要求
1的軋輥，其特征是，復蓋層表面硬度為A級60到D級70。
8、權利要求
2的軋輥，其特征是，涂屋是由許多次相繼進行的噴涂層所組成。
9、極利要求2的軋輥，其特征是，涂層在整個厚度內(nèi)均含有無數(shù)封閉的微小直徑的細孔。
10、權利要求
3的軋輥，其特征是，中小孔直徑約為0.019到0.185毫米。
11、權利要求
4的方法，其特征是，其中噴頭沿軋輥方向行進許多次，每次對軋輥表面相繼施以噴涂。
專利摘要
一種聚氨酯覆蓋的軋輥，用一種快速凝結的樹脂配方液施加噴涂，能產(chǎn)生相互隔絕的微小細孔，構成一種石狀的組織結構。將噴涂射流在旋轉的軋輥上多次相繼進行噴涂，以達到所要求的厚度。樹脂很快凝結并進行固化后，覆蓋層便進行加工以達到所要求的直徑及表面光潔度。
文檔編號B32B15/08GK85103233SQ85103233
公開日1986年10月29日 申請日期1985年4月23日
發(fā)明者理查德·亞當 申請人:美商貝洛特公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan