JP3788824B2

JP3788824B2 - Urethane rubber roll

Info

Publication number: JP3788824B2
Application number: JP17755196A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　　茂; 友雄高橋; 孟辛丁
Original assignee: Meiji Rubber and Chemical Co Ltd
Current assignee: Meiji Rubber and Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JPH10703A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はウレタンゴムロールに係り、詳しくは大荷重、高速回転の基で使用される製紙、製鉄用のウレタンゴムロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、製紙用、製鉄用ロールとして使用されるウレタンゴムロールは、金属製ロールコアにポリウレタンゴムを被覆して製造されるが、ポリウレタンゴムには透水性があるので、水分はポリウレタンゴムの加水分解を加速させ、あるいは、深部まで浸透して中心部の金属製ロールコアを腐食し、ポリウレタンゴム層との結合を破壊させることがあった。ポリウレタンゴムの透水性は、分子構造上数多くの極性官能基を含んでいる上、ＭＯＣＡ架橋による網目の目が水より大きく水分子を通り易いためと考えられる。
【０００３】
この透水性によるポリウレタンゴムとロールコアとの剥離を防ぐために、ロールコア上にエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の硬化性樹脂を含浸させたテープ状補強層を設け、その上に注型法によりウレタン被覆層を形成することが行われている。テープ状補強層によりウレタンゴム層とロールコアとの接着強度を増大しようとするものである。また、ロールコアとウレタン接着剤層との間に大気へ通じる通路を形成し、この通路から湿気を大気へ放出するようにしたもの（特開昭６０−９９０９１）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種ウレタンゴムロールは、例えば抄紙機において使用されるときは大荷重、高速回転で使用されるとともに大量の水がロール表面を流れている。このロールにおいて表面が高温でロールコア側が冷却されると、特に水の吸収率が大きくなりブリスター（剥離して水がたまる現象）が発生する。このために、補強層を設けたロールにおいては、ロールコアと補強層とは接着強度が向上しても、補強層とウレタンゴム層には剥離が生じるという問題があった。また、ロールコア表面に通路を設けたロールにおいては、必ずしも満足な剥離防止効果が得られないとともに、製造コストがアップするという問題があった。このために、ロールコアとの剥離を防止し、安価に製造できるウレタンゴムロールが求められていた。この発明は係る現況に鑑みてなされたものである。
【０００５】
そこで発明者らは有機フッ素化合物が疎水性を有することが知られていることから、エポキシ構造を有する有機フッ素化合物をポリウレタンゴムに添加して、そのエポキシ端がポリウレタンのアミノ基と反応してポリウレタンゴムと一体となりペルフルオロ基が水の侵入を防ぐことになるのではないかとの着想から鋭意研究した結果、非透水性ウレタンゴムを被覆してなるロールを得ることができた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するために次のような構成とした。即ち、この発明の請求項１に係るウレタンゴムロールは、金属製ロールコアの外周にウレタンゴム層を被覆してなるウレタンゴムロールにおいて、ウレタンゴムに有機フッ素化合物を２〜１２重量部の割合で混合してなることを特徴とする。前記有機フッ素化合物は、［（２’，２’，３’，３’，３’−ペンタフルオロピル）オキシ］ペンチルオキシラン、又は［（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデキシル）オキシ］メチルオキシランであることが好ましい。
【０００７】
【実施例】
以下に、実施例について説明する。ポリウレタンゴムの透水性を改善するために実施例１では、有機フッ素化合物として化１に示す［（２’，２’，３’，３’，３’−ペンタフルオロピル）オキシ］ペンチルオキシランをポリウレタンゴム１００重量部に対して５重量部の割合で混合した。また、実施例２では化２に示す［（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデキシル）オキシ］メチルオキシランをポリウレタンゴム１００重量部に対して５重量部の割合で混合した。比較例は何も配合しないポリウレタンゴムとしてハイプレンＨＬ９１０（三井東圧社製）を用いた。
【０００８】
【化１】

【０００９】
【化２】

【００１０】
上記における［（２’，２’，３’，３’，３’−ペンタフルオロピル）オキシ］ペンチルオキシランは次のようにして得た。すなわち、１ｌ三角フラスコに２５０ｍｌクロロホルムと無水酢酸１６０ｍｌを入れて、三角フラスコを氷水浴中入れ冷やした。３４．５％過酸化水素１５０ｍｌ（１．７０ｍｏｌ）を加えて２０分激しく撹拌した。この過酢酸溶液を２’，２’，３’，３’，３’−ペンタフルオロプロピル６−ヘプテニルエーテル１９７．２ｇ（０．８０ｍｏｌ）と酢酸アトリウム・三水和物１０．９ｇ（０．０８ｍｌ）と５０ｍｌクロロメタンを入れた１ｌ三口フラスコに加えた。室温に戻してから、加熱して１６時間還流した。有機層を１０％炭酸ナトリウム水溶液で中和して無水硫酸マグネシウムで乾燥した。濃縮してから残留物を減圧蒸留して、７４−７６℃／２ｍｍＨｇの無色オイルが１６６．３ｇ（０．６３ｍｏｌ，７９％）［（２’，２’，３’，３’，３’−ペンタフルオロピル）オキシ］ペンチルオキシランとして得られた。尚、［（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデキシル）オキシ］メチルオキシランは、ダイキンＡ３６２０（株式会社ダイキンファインケミカル研究所製の商品名）を用いた。
【００１１】
試験は、透水性試験、耐水物性試験、回転試験の３項目について行った。透水性試験方法は図１に示すように、ウオーターバス１に水２を充填して水温約４０℃に保ち、試験用ロール３を浸漬した。ロール３には両端にパイプ４、５を連結してロール３内に冷却水を循環させた。試験用ロール３は外径が直径８９ｍｍ、長さ２００ｍｍのロールコアに外径が直径９６ｍｍとなるウレタンゴム層を設けて成形した。透水性試験は浸漬日数によるブリスターの発生状況を観察した。試験結果は表１に示すとおりであり、比較例に比して実施例はいずれもブリスターの発生は遅くなっている。
【００１２】
【表１】

【００１３】
耐水物性試験はＪＩＳＫ６３０１に従って行った。試験結果は表２に示す通り、比較例に比し実施例の方がわずかに優れている。
【００１４】
【表２】

【００１５】
回転試験については、消費電力と発熱性（ゴム温度）について比較した。試験用ロールは、鉄心径が直径７０〜７３ｍｍ、長さ２００ｍｍのロールコアに、外径が直径１１０ｍｍ、両端２０ｍｍのテーパー加工したウレタンゴム層を設けて成形した。ロールコアとの接着には、ケムロック２１９（ロード社製の商品名）とコナップ１１４７（コナップ社製の商品名）をそれぞれ２回づつ塗布した。試験結果は表３に示すとおりであり、透水による接着剥離事例が多い中透水性に優れたウレタンゴムロールの寿命は、大幅に延命することが当然考えられる。
【００１６】
【表３】

【００１７】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、ポリウレタンゴムに有機フッ素化合物、特に前記有機フッ素化合物が［（２’，２’，３’，３’，３’−ペンタフルオロピル）オキシ］ペンチルオキシラン、または［（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデキシル）オキシ］メチルオキシランを配合した場合に優れた透水防止効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブリスター試験方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ウォーターバス
２水
３試験用ロール
４冷却水用パイプ
５冷却水用パイプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a urethane rubber roll, and more particularly to a urethane rubber roll for papermaking and iron making used under a heavy load and high-speed rotation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, urethane rubber rolls used for papermaking and ironmaking rolls are manufactured by coating polyurethane rubber on a metal roll core. However, since polyurethane rubber is water permeable, moisture accelerates the hydrolysis of polyurethane rubber. Or, it may penetrate to the deep part and corrode the metal roll core in the central part to break the bond with the polyurethane rubber layer. The water permeability of polyurethane rubber is thought to be because it contains a large number of polar functional groups in the molecular structure, and the mesh by MOCA crosslinking is larger than water and easily passes through water molecules.
[0003]
In order to prevent the polyurethane rubber and roll core from being peeled off due to water permeability, a tape-shaped reinforcing layer impregnated with a curable resin such as an epoxy resin or an unsaturated polyester resin is provided on the roll core, and then coated with urethane by a casting method. A layer is formed. The tape-shaped reinforcing layer is intended to increase the adhesive strength between the urethane rubber layer and the roll core. Further, there is a type in which a passage leading to the atmosphere is formed between the roll core and the urethane adhesive layer, and moisture is released from the passage to the atmosphere (Japanese Patent Laid-Open No. 60-99091).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when this type of urethane rubber roll is used, for example, in a paper machine, it is used with a large load and high speed rotation, and a large amount of water is flowing on the roll surface. When the roll core side is cooled at a high temperature in this roll, in particular, the water absorption rate is increased, and blisters (a phenomenon in which water is separated by peeling) are generated. For this reason, in the roll provided with the reinforcing layer, there is a problem that even if the adhesive strength between the roll core and the reinforcing layer is improved, the reinforcing layer and the urethane rubber layer are peeled off. Moreover, in the roll which provided the channel | path on the roll core surface, there existed a problem that a satisfactory peeling prevention effect was not necessarily acquired and manufacturing cost increased. For this reason, the urethane rubber roll which prevents peeling with a roll core and can be manufactured cheaply was calculated | required. The present invention has been made in view of the present situation.
[0005]
Therefore, the inventors have known that the organic fluorine compound has hydrophobicity. Therefore, the organic fluorine compound having an epoxy structure is added to the polyurethane rubber, and the epoxy end thereof reacts with the amino group of the polyurethane to form the polyurethane. As a result of diligent research from the idea that the perfluoro group may prevent water from entering with the rubber, a roll coated with water-impermeable urethane rubber could be obtained.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the urethane rubber roll according to claim 1 of the present invention is a urethane rubber roll formed by coating a urethane rubber layer on the outer periphery of a metal roll core, and an organic fluorine compound is mixed with urethane rubber in a ratio of 2 to 12 parts by weight. It is characterized by becoming. The organic fluorine compound is [(2 ′, 2 ′, 3 ′, 3 ′, 3′-pentafluoropyr) oxy] pentyl oxirane, or [(3,3,4,4,5,5,6,6). , 7, 7, 8, 8, 9, 9, 10, 10, 10-heptadecafluorodexyl) oxy] methyl oxirane.
[0007]
【Example】
Examples will be described below. In order to improve the water permeability of polyurethane rubber, in Example 1, [(2 ′, 2 ′, 3 ′, 3 ′, 3′-pentafluoropyr) oxy] pentyl oxirane represented by Chemical Formula 1 was converted to polyurethane as an organic fluorine compound. 5 parts by weight of rubber was mixed with 100 parts by weight of rubber. In Example 2, it is shown in Chemical Formula 2 [(3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9, 10, 10, 10-heptadecafluorodex Sil) oxy] methyl oxirane was mixed at a ratio of 5 parts by weight to 100 parts by weight of polyurethane rubber. In the comparative example, Hyprene HL910 (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.) was used as a polyurethane rubber containing nothing.
[0008]
[Chemical 1]

[0009]
[Chemical 2]

[0010]
[(2 ′, 2 ′, 3 ′, 3 ′, 3′-pentafluoropyr) oxy] pentyl oxirane in the above was obtained as follows. That is, 250 ml of chloroform and 160 ml of acetic anhydride were placed in a 1 l Erlenmeyer flask, and the Erlenmeyer flask was placed in an ice water bath and cooled. 150 ml (1.70 mol) of 34.5% hydrogen peroxide was added and stirred vigorously for 20 minutes. This peracetic acid solution was mixed with 197.2 g (0.80 mol) of 2 ′, 2 ′, 3 ′, 3 ′, 3′-pentafluoropropyl 6-heptenyl ether and 10.9 g (0.08 ml) of atrium acetate trihydrate. ) And 50 ml chloromethane in a 1 liter three-necked flask. After returning to room temperature, the mixture was heated to reflux for 16 hours. The organic layer was neutralized with 10% aqueous sodium carbonate solution and dried over anhydrous magnesium sulfate. After concentration, the residue was distilled under reduced pressure to obtain 166.3 g (0.63 mol, 79%) [(2 ′, 2 ′, 3 ′, 3 ′, 3′−] of 74-76 ° C./2 mmHg colorless oil. Obtained as pentafluoropyr) oxy] pentyl oxirane. In addition, [(3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9, 10, 10, 10-heptadecafluorodexyl) oxy] methyl oxirane is Daikin A3620 (trade name, manufactured by Daikin Fine Chemical Laboratory Co., Ltd.) was used.
[0011]
The test was performed on three items, a water permeability test, a water resistance property test, and a rotation test. As shown in FIG. 1, the water permeability test method was performed by filling a water bath 1 with water 2 and keeping the water temperature at about 40 ° C., and immersing the test roll 3. Pipes 4 and 5 were connected to roll 3 at both ends, and cooling water was circulated in roll 3. The test roll 3 was formed by providing a urethane rubber layer having an outer diameter of 96 mm on a roll core having an outer diameter of 89 mm and a length of 200 mm. In the water permeability test, the occurrence of blisters according to the number of days of immersion was observed. The test results are as shown in Table 1, and the occurrence of blisters is delayed in all Examples as compared with Comparative Examples.
[0012]
[Table 1]

[0013]
The water resistance test was conducted according to JIS K6301. As shown in Table 2, the test results are slightly better in the examples than in the comparative examples.
[0014]
[Table 2]

[0015]
For the rotation test, power consumption and heat generation (rubber temperature) were compared. The test roll was molded by providing a roll core having an iron core diameter of 70 to 73 mm and a length of 200 mm with a tapered urethane rubber layer having an outer diameter of 110 mm and both ends of 20 mm. For adhesion to the roll core, Chemlock 219 (trade name, manufactured by Lord) and Konap 1147 (trade name, manufactured by Konap) were each applied twice. The test results are as shown in Table 3, and it is naturally considered that the life of the urethane rubber roll excellent in medium water permeability, which has many examples of adhesion peeling due to water permeability, is greatly prolonged.
[0016]
[Table 3]

[0017]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, an organic fluorine compound, particularly the organic fluorine compound is [(2 ′, 2 ′, 3 ′, 3 ′, 3′-pentafluoropyr) oxy] pentyl oxirane, or [( 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodexyl) oxy] methyl oxirane The effect of preventing water permeability was obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a blister test method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water bath 2 Water 3 Test roll 4 Cooling water pipe 5 Cooling water pipe

Claims

In the urethane rubber roll formed by coating the outer periphery of a metal roll core with a urethane rubber layer, the organic fluorine compound is mixed with urethane rubber at a ratio of 2 to 12 parts by weight, and the organic fluorine compound is [(2 ', 2' , 3 ′, 3 ′, 3′-pentafluoropyr) oxy] pentyl oxirane, or [(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9, A urethane rubber roll characterized by being 10,10,10-heptadecafluorodexyl) oxy] methyl oxirane.