CN1011147B - 有通气界面的聚氨酯覆盖式轧辊 - Google Patents

Abstract

本发明通过将聚氨酯和金属筒壁之间的界面与大气相通，消除了聚氨酯覆盖式造纸机轧辊的覆盖层和金属之间的粘结层变质问题。实现界面与大气相通，可以在筒壁圆周上钻小孔，也可以在筒壁上涂覆刻有通向大气沟槽的粘结基底，还可以在滚筒和覆盖层之间设有多孔吸水塞线，或者可以在筒壁圆周上直接刻槽提供通向大气的通道。

Description

本发明一般涉及聚氨酯复盖式造纸机轧辊的制造技术，并且专门讨论了在复盖层和辊面间设有通气界面，以消除复盖层和金属辊面间粘结层的变质问题。

如所周知，聚氨酯复盖式造纸机轧辊的优点是抗磨损性能好，能抗震，承载能力强。但在聚氨酯复盖层和轧辊金属面之间的粘结剂，在短期工作后常会消失，这样便妨碍这种轧辊的广泛使用，在造纸机处理潮湿纸卷时尤其如此。如果这种装置能保持在干燥的环境中使用，则可采用许多已知的粘结剂，能提供聚氨酯和金属面间一种优良长效的粘结层。但是如果在潮湿环境中，便会发现，由于潮气会在聚氨酯和金属间的粘结界面中生成，这种粘结剂所提供的原来很优良的粘结层便会消失掉。最初曾设想：这种粘结层的消失是由于聚氨酯和金属粘结组合体中固有的水解不稳定性所造成的，但是发明人发现：在这种粘结剂的消失过程中，水解不稳定性只是一种无关紧要的因素。

聚氨酯复盖层和金属之间所存在的温度差，在金属和聚氨酯之间的粘结层面或界面上会生成水汽。当这种装置用在承受压力的场合，例如当造纸机的轧辊接受潮湿纸卷并使之通过高压夹钳的时候，因为聚氨酯复盖层是透水的，额外的水份被压到粘结层或界面中去。不管怎样，复盖层和辊筒之间的温差，以及造纸机这对加压组件中的轧辊工作时所处的潮湿条件，使粘结层或界面上产生水汽。而粘结层便很快变质失效了，这样轧辊上的复盖层变得松弛，使之不能在造纸机上进一步使用了。

所以，如果能够使造纸机金属轧辊上这种聚氨酯和金属间的粘结层长久使用而不变质，这便是一项重大的改进。

JP昭47-39869公开了一种具有聚氨酯复盖层的轧辊，它在轴芯和聚氨酯复盖层之间增设一层增强树脂层，由三层不同走向的丝条环绕而成。这个增强层虽然在使用某些材料时对于吸水和排水在一定作用，但在使复盖层和轧辊之间的界面与外间大气相通，形成排气通道以排出潮气方面并不理想，而且制造也比较复杂。

因此，本发明的目的是提供一种改进的带有聚氨酯复盖层的轧辊，它具有使轧辊和复盖层之间的界面与外间大气相通的良好排气通道，能够有效地排出界面中的潮气，极大地减少界面上粘结层失效的情况，延长其使用寿命，而且制造比较简单和方便。

本发明的轧辊是在一般金属的造纸机轧辊上涂上一层聚氨酯粘结材料所制成的基底薄层而制成的，在这种轧辊的金属圆柱面上经过喷砂和去脂处理。这个涂上的基底薄层其厚度足以形成一个良好的粘结层。其厚度为从1/16英寸或略小到1/2英寸或略大，均为可取之值。涂层的制作可采用任何已知的方法，如喷涂、浸渍、涂刷或滚筒压制等工艺。所用的粘结剂可从Conap，Inc，Olean，Ny;Hughson    Chemical    Div.of    Lord    Corp，Erie，PA;Dayton    Chemicol    Div.of    the    Whittaker    Corp.，West    Alex-andria，OH等厂家所生产的众多的浇铸聚氨酯用粘结剂中选用，其中包括Conap    AD    1147，Chemlok    205;Chemlok    218;Thixon    406;Thixon    405等牌号的粘结剂或这些粘结剂的改进牌号。

然后将一种聚氨酯的聚合物浇铸在基底的四周，其厚度足够提供所需的轧辊复盖层。对造纸机的轧辊复盖层说来，要求的厚度约为3/8到1英寸，因为复盖层还要研磨到所需的光洁度，最初浇铸的厚度是大于最后磨好的轧辊所需的厚度，有许多市场上可以购得的聚氨酯浇铸配方可以采用，能达到所要求的硬度。造纸机轧辊复盖层的硬度为，从0到 250P及J，或从40-50A级到20-80D级。

所要求的聚氨酯配方中含有聚醚基的聚氨酯，因为它们具有抗水解的性能并有所要求的硬度特性。浇铸用的树脂一般选自聚亚丁基乙二醇醚/T.D.I.（甲苯二异氰酸）预聚物一族，如E.I.duPont    Adiprenes提供的那样，也可以选自Uniroyal    B-600系列中的浇铸树脂。这些树脂都可用许多胺基或多羟基的固化剂中的任一种进行固化，二氯苯胺是一种。

根据本发明，将金属轧辊和复盖层之间的粘结层或界面通气到外界，便可消除粘结变质问题。在金属滚筒上设置由直径1/8英寸、相距3/8英寸的许多钻孔所组成的网格结构，这就是一种方案。另一种方案，滚筒上的基底粘结涂层上刮成或刻成一种栅状结构，其通道或沟槽通向滚筒的两侧。这种涂层也能以格栅的形式印在滚筒上，设计的格栅的沟槽导向滚筒的两端。还有一种方案是将能吸水的塞线，以网格形式绕在滚筒的粘结涂层的筒壁上，其开启面积的宽度或直径是1/4到1/2英寸，塞线的端部也露在滚筒两端的大气中。还有一种更进一步的方案，干脆在滚筒的周缘柱面上刻槽，槽中充以易熔材料，在复盖层加上以后再将这种易熔材料从槽中融化排掉。

这些通道和空隙处都是按这样形式设计：使它们和滚筒的纵轴方向有所偏斜，这样它们通过加压夹钳处时相夹一个角度，这样便可减少复盖层中因沟槽引起的不连续性对造纸机夹钳稳定性的影响，并且也可减少这对加压组件的振动。例如：滚筒上的钻孔沿滚筒的长度按对角线方向分布，基底上所刻的沟槽走向分为两类，一部分在滚筒周围是呈椭圆圆周形，而在滚筒纵向的又是对角线斜线方向，吸水的塞线在滚筒的长度上也是按对角线斜向伸展，以及用螺旋线的形式绕在滚筒外周。滚筒上的直接刻槽也可以是螺旋线的周缘槽和纵向的斜向槽相交的形式。

在附图中：

图1为具有本发明的聚氨酯复盖轧辊的造纸机轧辊装置的横向剖视 简图。

图2为沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的局部放大剖视图。

图3为本发明的通气轧辊进行喷涂的正视简图，这种轧辊的复盖层有一层粘结层作为基底。

图4为表示图3的有粘结基底通气轧辊浇注聚氨酯复盖层的剖视简图。

图5为在其上涂复着开有沟槽的粘结基底的通气轧辊（复盖层部分剖开以表示其基底）的侧视简图。

图6为图5沿Ⅵ-Ⅵ线横向的剖视图。

图7为绕有吸水搴线使滚筒与复盖层之间的粘结层与大气相通的轧辊的正视示意图。

图8为图7沿Ⅷ-Ⅷ线的横向剖视图。

图9为图7沿Ⅸ-Ⅸ线的横向剖视图。

图10为本发明的开有沟槽的轧辊的局部轴测投影图。

图1所示的轧辊装置10包括一个本发明的聚氨酯复盖通气轧辊11的底辊和一个与其配合组成高压夹钳13的顶辊12，以及一个将一个湿纸卷在其下表面传送通过夹钳13的造纸机毛布带14。

本发明的轧辊11是一个空心金属滚筒16，它在16a所示处与大气相通，它的圆柱表面，通过粘结基底18，包有聚氨酯复盖层17。滚筒的圆柱表面在喷涂基底18前最好先进行喷砂和脱脂处理。复盖层17在通过高压夹钳13时将压紧纸卷，在夹钳的高压区内，其刚度和硬度均足够承受压力，不致压碎或松脱。这复盖层也是不透水的，它把水份从纸卷中压到毛布14中去。

圆柱筒16钻有许多个径向小孔19，使粘结层18与大气相通。如图3中所示，这些小孔19在滚筒16的长度方向上，是以对角线走向排列分布的，它们以一定角度通过夹钳区13，这样使沿滚筒长度方向的复盖层 在通过该区时不会产生接连不断的不连贯现象，保持夹钳区承载的稳定性，并使这对受压组件的振动为最小。在图3中还可看出，粘结基底18是从一个喷枪20喷涂到圆筒上以达到所要求的厚度的。

如图4所示，涂有基底18的圆筒16是浸在模具21中，而聚氨酯复盖层17就在这模具中浇铸在粘结基底的外周。浇铸的复盖层及其粘结剂可以在模具中固化。

可以明显地看出，轧辊11在金属圆筒16和复盖层17之间有一层界面，通过无数个小孔与大气相通。然而这些小孔所提供的空隙，是被粘结层和聚氨酯复盖层所密封不和高压夹钳13相通的。开启的空隙和孔穴相继出现在夹钳处，因为它们的分布方向和夹钳方向成一个角度，在前进通过夹钳时是逐个相继的，从而沿夹钳的长度方向不会出现一条连续的空穴串列。

如图5及图6所示，本发明的聚氨酯复盖式轧辊还有一种方案。图中与轧辊10的各部件相应的各部件都标以相同的标号。

在轧辊10a中，涂复的基底22在四周绕刻着斜向的椭圆形周槽23，与纵向的对角线走向的斜向槽24相交，这样便构成与圆筒端部16相通的格栅模式。这些沟槽可以在基底复盖面22未固化前梳刮而成，也可以在凝结的基底上切刻，或者在滚筒圆柱面16上直接印涂这种格栅结构。如图4所示，再将聚氨酯复盖层17浇涛在基底周围。在浇铸过程中如果这些沟槽会被阻塞，则可将这些沟槽最初填以低熔点或可溶的填料，在浇铸后再予去除。

这样粘结层22便通过周槽23和与之相交的通向圆筒两端的纵向槽24，与大气相通。

本发明还提出一种改型通气轧辊10b，如图7至图9所示，同样，与上述两种轧辊相应的各部件都标以相同的标号。

在轧辊10b中，基底18是通过吸水的塞线通向大气的，这些塞线沿 圆筒16纵向伸展并绕圆筒16周围绕转，嵌在基底18里面。这些塞线可用烛芯的吸水芯线如棉绒做成，这些棉制纤妨将潮气吸出并引向滚筒两端部。如图所示，有些塞线25a在滚筒16的长度方向是沿斜向对角线伸展的，另有一些塞线25b是以螺旋线形式绕在圆柱16上，并和纵向线25a相接触，而这些塞线便将潮气吸出并引向滚筒两端，纵向塞线25a在该两端面处则是如图8的26处所示露在大气中的。

图10显示的是另一种改型轧辊10c，这种轧辊的圆筒16本身刻有纵向及周缘槽27，深度为1/8到1/4英寸，相隔约1/4到1/2英寸。纵向槽27a也是沿圆筒16的长度方向，按对角线斜向伸展与圆筒端面相通。与之相交的沟槽27b是以螺旋线形式绕在圆筒外周。这些沟槽最初都充以易熔材料如图中28所示。诸如Wood′s及“Rose”金属这些材料可以采用。在滚筒周围涂上粘结层，再将聚氨酯铸在粘结层上。当这个装置固化后，将它加热把填料18化掉。这样制成的轧辊10c便具有通过沟槽与大气相通的粘结层或界面了。

对于通晓这种技术的人说来，可以很清楚地认识到，由于把金属滚筒和塑性复盖层之间的粘结界面和大气相通，本发明将延长聚氨酯复盖式造纸机轧辊的使用寿命。

Claims (7)

1、一种造纸机轧辊，它包括：

一个金属圆筒；

在上述圆筒上的聚氨酯粘结涂层；

围绕上述圆筒通过上述粘结层与上述圆筒结合成整体的聚氨酯复盖层；以及

将上述复盖层与上述圆筒之间的界面通向大气的排气通道；

其特征在于，

上述排气通道是穿通上述圆筒筒壁的相距很近的许多钻孔。

2、如权利要求1所述的造纸机轧辊，其特征在于，其中上述钻孔在上述圆筒长度方向上的排列，是同圆筒轴线不平行的。

3、如权利要求2所述的造纸机轧辊，其特征在于，其中上述钻孔直径约为1/8英寸，相互距离约为3/8英寸。

4、一种造纸机轧辊，它包括：

一个金属圆筒;

在上述圆筒上的聚氨酯粘结涂层;

围绕上述圆筒通过上述粘结层与上述圆筒结合成整体的聚氨酯复盖层;以及

将上述复盖层与上述圆筒之间的界面通向大气的排气通道;

其特征在于，

上述排气通道是在上述复盖层和上述圆筒之间的许多纵向的和绕圆筒周缘的沟槽。

5、如权利要求4所述的造纸机轧辊，其特征在于，上述排气通道沟槽是在上述粘结涂层上的许多相交的斜向的或椭圆形周向沟槽和对角线走向的纵向沟槽。

6、如权利要求4所述的造纸机轧辊，其特征在于，上述排气通道沟槽是在上述圆筒上的许多相交的螺旋线周向沟槽和对角线走向纵向沟槽。

7、如权利要求6所述的造纸机轧辊，其特征在于，上述排气通道沟槽的深度为1/8至1/4英寸，相互之间的间隔为1/4至1/2英寸。

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