JPH0260793B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面がポリウレタンゴムから成るプレ
ス用ロールの改良に関する。

ポリウレタンゴムは物理的強度および耐摩耗性
が共にすぐれているため製紙用、製鉄用、合板用
等のプレス用ロールの表面層として広く用いられ
ている。近年、特に製紙産業においては、抄紙工
程での水の絞り率の向上を目的として、プレス圧
力を高くしており、また原料木材の低級化や古紙
の使用によりフエルトの汚れが多くなり、これを
洗浄するため水酸化ナトリウム水溶液が使用され
ている。従来のこの種のプレス用ロールにおいて
表面のポリウレタンゴム層は通常フエノール系接
着剤等の接着剤を介して芯体に接合している。し
かし接着剤の使用時の凝集力が充分でなくまた接
着剤の耐アルカル性が充分でないので、上述のよ
うな高圧力や強アルカルの条件下での使用におい
てポリウレタンゴム層の破損が生ずる前にポリウ
レタンゴム層が芯体から剥離する欠点がある。

本発明は上記従来の欠点を改善することを目的
とするものであつて、芯体と表面のポリウレタン
ゴム層との間に硬度75（シヨアーＤ）以上を有す
る非多孔性硬質ポリウレタン樹脂層を設けたこと
を特徴とするプレス用ロールを提供する。

本発明において、上記非多孔性硬質ポリウレタ
ン樹脂は有機イソシアネートとこれに反応する官
能基を有する化合物との反応によつて生成し、上
記官能基を有する化合物の少なくとも10重量％が
３官能以上のポリエーテルである。好ましくはこ
のポリエーテルは200〜800の水酸基価を有する。
上記硬質ポリウレタン樹脂層の好ましい厚さは１
〜20mmである。

上記硬質ポリウレタン樹脂は有機イソシアネー
トとこれに反応する官能基を有する化合物と合計
100重量部に対し300重量部以下、好ましくは５〜
300重量部の充填剤を含有してもよい。この充填
剤は例えば石英粉末のような無機質粉末を包含す
る。本発明において、上記芯体と硬質ポリウレタ
ン樹脂層との間にフエノール系の接着剤のような
接着剤層がさらに設けられてもよい。

硬度75（シヨアーＤ）以上の非多孔性硬質ポリ
ウレタン樹脂層は芯体とポリウレタンゴム表面層
との間の剥離を防止する上で極めて有益に作用す
ることが判明した。充填剤は上記硬質ポリウレタ
ン樹脂層の耐水性の向上に有利に作用する。

接着剤層は芯体と上記硬質ポリウレタン樹脂層
との接着強度をさらに増大させる作用を示す。

芯体上に上記硬質ポリウレタン樹脂層を形成す
る好ましい方法はウレタンゴム層の形成と同様に
注型法、即ち、金型内に所定間隔を保持して芯体
を設置した後、硬質ポリウレタン樹脂原料液を注
入し硬化させる方法が採用されるがこれに限定さ
れない。

本発明において用いられる硬度75（シヨアーＤ）
以上の非多孔性硬質ポリウレタン樹脂とポリウレ
タンゴムとは共にウレタン結合を有するポリマー
であるが、その特性は互に明白な差異を有してお
り、その主な相違点は以下の通りである。

芯体上に成型される非多孔性硬質ポリウレタン
樹脂層とは有機イソシアネートとこれに反応する
官能基（例えばOH基又はNH₂基）を有する化合
物との反応によつて得られるものであり、これ
は、OH又はNH₂／NCOの比を大きく変えても
高い硬さと大きい凝集力を維持するものである。

OH又はNH₂／NCOの比が１より小さい時は
反応後NCOが残りこれは空気中の水と反応し−
NH₂に変化する。

OH又はNH₂／NCOの比が１より大きい時は
反応後OH又はNH₂が残る。

このことは高硬度で且つ大きな凝集力を有しそ
のうえ多数の反応性の大なる水酸基又はアミン基
を有する接着層である特性を持つ。

ロール上層に成型されるポリウレタンゴムは使
用目的により多品種のポリウレタンから選択され
る。

例えば製紙用プレスボトムロールとしては耐水
性、耐摩耗性、低回転発熱性を有するテトラメチ
レンエーテルグリコールとトリレンジイソシアネ
ートとの反応によつて生成したプレポリマーと
３，3′−ジクロロ−４，4′−ジアミノジフエニル
メタンの反応によつて得られるポリウレタンゴム
が多用される。

また製鉄用リンガロールとしては安価で適当な
耐摩耗性を有するポリプロピレンエーテルグリコ
ールとトリレンジイソシアネートとの反応によつ
て生成したプレポリマーと３，3′−ジクロロ−
４，4′−ジアミノジフエニルメタンの反応によつ
て得られるポリウレタンゴムが多用される。

本発明で使用しうる３官能以上のポリエーテル
の例示として次の化合物を挙げる。

例えばグリセリン、トリメチロールプロパン、
ヘキサントリオール、エチレンジアミン、トルエ
ンジアミン、ペンタエリスリトール、ソルビトー
ル、蔗糖等にエチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイド、ブチレンオキサイド等のうち１種また
は数種を付加して得た末端水酸基含有ポリエーテ
ル；等。

他方または本発明で使用する有機イソシアネー
トとしては、トルエンジイソシアネート、キシレ
ンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、メチレンビスフエニイルソシアネート、
常法によつて得られる粗製のメチレンビスフエニ
ルイソシアネート、ジフエニルエーテルジイソシ
アネート、メチレンビスシクロヘキシルイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート等を例示す
ることができる。

本発明の方法で官能性反応成分の内少くとも10
％を占める上述の３官能以上のポリエーテルのほ
かに最高90％まで存在しうる残部の官能性反応成
分としては、ポリオキシプロピレングリコール、
ポリオキシエチレンプロピレングリコール、ポリ
オキシテトラメチレングリコール、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジプロピレング
リコール、ネオペンチルグリコール、ビスフエノ
ール類のオキシアルキレンエーテル等のポリオー
ル類：メチレンビスｏ−クロロアニリン、トリエ
ンジアミン、ペンタジン、ヘキサメチレンジアミ
ン、ジフエニル−ｍ−ジアミン等のアミン類；
OH基を持つ例えば飽和ポリエステル、ポリエー
テル等を例示することができる。

本発明は以下の試験例によつてさらによく理解
できるであろう。

試験例 １ 表面をブラスト処理をした鉄芯を貫通させた注
型用モールドを用意する。120℃の温度で脱水処
理されたサンニツクスHD402の100重量部を混合
機に投入し、ついでミリオネートMTの100重量
部を投入すると同時に乾燥されたクリスタライト
Ａ−１（（株）龍森製、石英粉末）を200重量部添
加し５分間減圧下で撹拌した。この混合物を上記
注型用モールドに注入し、90℃×5hr加熱して硬
化を完了させ、生成した硬化物を上記モールドか
ら取り出し、常法により、表面研摩を行ない鉄芯
に本発明の硬質ポリウレタン樹脂層を形成した。
次に上記樹脂層を表面に形成された鉄芯を別の注
型用モールドに型組をする。アジプレンＬ−167
の100重量部を80℃に加熱し撹拌機に投入し、つ
いで120℃に加熱したパンデツクスＥを16.5重量
部投入し２分間撹拌した後、この混合物を上記モ
ールドに注入し100℃で24時間加熱し完全に硬化
させ型より取り出す。常法により表面研摩を行な
い表面がポリウレタンゴムで被覆された実施例１
のロールを得た。

なお上述のサンニツクスHD402はペンタエリ
スリトールにプロレンオキサイドを付加して成る
三洋化成製のポリエーテルであつてその水酸基価
は394であり、分子量は569であり、官能基数は４
であり、そして25℃の粘度は1775センチポイズで
ある。

また上述のミリオネートMTは日本ポリウレタ
ン社製のジフエニルメタンジイソシアナートであ
つてそのNCO含有量は33.6％である。

アジプレンＬ−167はテトラメチレンエーテル
グリコールとトリレンジイソシアナートとの反応
によつて生成したプレポリマーでありDu Poht製
である。そのイソシアナート含有は6.2％である。

パンデツクスＥは３，3′−ジクロロ−４，4′−
ジアミノジフエニルメタンで大日本インキ製であ
る。

クリスタライトＡ−１を添加しなかつたことを
除いては上記実施例１のロールの製造方法と実質
的に同じ方法を実施して実施例２のロールを得
た。

ブラスト処理をした鉄芯に接着剤としてコナツ
プ1146（CONAP社製フエノール系接着剤）を塗
布し、この鉄芯を注型用モールドに型組みを行な
いその後の工程は実施例１のロールの場合と同様
の工程を実施して、実施例３のロールを得た。

ブラスト処理をした鉄芯に接着剤としてコナツ
プ1146を塗布しこの鉄芯を注型用モールドに型組
する。80℃に加熱されたアジプレンＬ−167を100
重量部撹拌機に投入し、続いて120℃に加熱され
たパンデツクスＥを16.5重量部投入し、２分間撹
拌した後、この混合物を上記注型モールドに注入
し、100℃で24時間加熱し硬化させる。これを型
より取り出し常法により表面研摩し比較例１のロ
ールを得た。

なお実施例１〜３のロールおよび比較例１のロ
ールの寸法はいずれも鉄芯直径（mm）×ロール直
径（mm）×ロール長さ（mm）が100×140×100であ
る。また実施例１〜３のロールにおいて、硬質ポ
リウレタン樹脂層の厚さは５mmである。

上記４種類のロールでそれぞれ金属ロールと組
合せてロール回転テストを行なつた。テスト条件
は回転数395rpm、圧力は初め50Kgｆ／cmより20
Kgｆ／cmずつ増大させ、１つの圧力について２時
間ずつ印加し110Kgｆ／cmまで行なつた。

実施例１〜３および比較例１の各ロールとも鉄
芯とポリウレタンゴム層との間の剥離はなかつ
た。

次に上記４種類のロールを新聞紙用白水に60
℃、30日間浸漬した後上と同じ条件でロール回転
テストを行なつた。

その結果実施例１〜３のロールは110Kgｆ／cm
の圧力まで鉄芯とポリウレタンゴム層との接着は
維持されたが比較例１のロールは50Kgｆ／cmでは
接着は維持されたが70Kgｆ／cmで40分間テスト後
剥離を起した。

試験例 ２ 実施例１，２および３のロールと同じものを準
備し、ロール回転テストを行なつた。テスト条件
は回転数50rpm、圧力は150Kgｆ／cmより50Kg
ｆ／cmずつ増大させ、１つの圧力について２時間
印加した。

実施例３のロールは400Kgｆ／cmでウレタンゴ
ムが溶融したが鉄芯との接着は問題なかつた。

実施例２のロールは250Kgｆ／cmまで接着は維
持されたが300Kgｆ／cmの圧力下で１時間後下層
樹脂層が破壊した。

実施例１のロールは実施例２とほぼ同じ結果を
得た。

試験例 ３ 実施例３のロールの製造方法と実質的に同じ方
法により実施例４の製紙用プレスボトムロールを
得た。このロールの寸法は360mm×410mm×1480mm
であり、硬質ポリウレタン樹脂層の厚さは7.5mm
である。

比較例１のロールの製造方法と実質的に同じ方
法により寸法410mm×360mm×1480mmの比較例２の
製紙用プレスボトムロールを得た。

実施例４のロールおよび比較例２のロールを製
紙用プレスボトムロールとして用いプレス圧力
120Kgｆ／cm、抄速450ｍ／minの条件で使用し
た。その結果比較例２のロールは３ケ月でポリウ
レタンゴム層が鉄芯から剥離したが、実施例４の
ロールは１年間問題なく使用されなお使用中であ
る。

試験例 ４ 内径20mm、外径27mm及び長さ100mmのステンレ
スパイプから実施例３と実質的に同じ方法によ
り、実施例５のブリスターテスト用ロールを得
た。硬質ポリウレタン樹脂層は外径31mm、面長60
mm、またポリウレタンゴム層は外径35mm、面長60
mmである。硬さはシヨアD89であつた。

他方実施例５と同一寸法のステンレスパイプを
ブラスト処理し、接着剤としてコナツプ1146を塗
布する。次いでこのステンレスパイプを貫通させ
た注型用モールドを用意する。アジプレンＬ−
315（Du Pont製、テトラメチレンエーテルグリコ
ールとトリレンジイソシアナートの反応によつて
生成したプレポリマーであり、イソシアナート含
有率は9.45％である）を100重量部80℃に加熱し
てから撹はん機に投入した後、120℃に加熱した
パンデツクスＥを26重量部同機に投入する。１分
間撹はんした後、この混合物を上記モールドに注
入し100℃で24時間加熱した後、完全に硬化させ
る。次いでパイプをモールドから取り出す。常法
により表面研磨を行ない、硬さシヨアD72の硬質
ポリウレタン樹脂層を形成した。

次に上記樹脂層を形成した鉄芯を別の注型用モ
ールドに型組する。アジプレンＬ−167を100重量
部80℃に加熱してから撹はん機に投入した後、
120℃に加熱したパンデツクスＥを16.5重量部同
機に投入する。１分間撹はんした後、この混合物
を上記モールドに注入し100℃で24時間加熱した
後、完全に硬化させる。次いでパイプをモールド
から取り出す。常法により表面研磨を行ない、表
面がポリウレタンゴムで被覆された比較例３のロ
ールを得た。寸法は実施例５と同じである。

この２つのテストロールを温度45℃の恒温層中
に浸漬し、ステンレスパイプにホースを継ぎ15℃
の冷水でステンレスパイプ中を冷却する。即ちゴ
ム表面は45℃の温水中で加熱し、パイプ内部に15
℃の冷水で冷却する。こうしてポリウレタンゴム
と硬質ポリウレタン樹脂間におけるブリスター接
着試験を30℃の温度差をつけて行なつた。

その結果、比較例３のロールは１日で接着剥離
が発生したが、実施例５のロールは、７日たつて
も接着剥離が生じなかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄または鉄合金製の芯体と、前記芯体の表面
   に形成された硬度75（シヨアーＤ）以上の非多孔
   性硬質ポリウレタン樹脂層と、前記樹脂層の表面
   に形成されたポリウレタンゴム層とを具備するプ
   レス用ロール。 ２ 前記硬質ポリウレタン樹脂層は、有機イソシ
   アネートとこれに反応する官能基を有する化合物
   との反応によつて生成し、前記官能基を有する化
   合物の少なくとも10重量％が３官能以上のポリエ
   ーテルである特許請求の範囲第１項記載のプレス
   用ロール。 ３ 前記ポリエーテルは、200〜800の水酸基価を
   有するポリエーテルである特許請求の範囲第２項
   記載のプレス用ロール。 ４ 前記硬質ポリウレタン樹脂層は、１〜20mmの
   厚さを有している特許請求の範囲第１項記載のプ
   レス用ロール。 ５ 前記硬質ポリウレタン樹脂は、有機イソシア
   ネートとこれに反応する官能基を有する化合物と
   の合計100重量部に対し300重量部以下の充填材を
   含有する特許請求の範囲第２項記載のプレス用ロ
   ール。 ６ 前記芯体と前記硬質ポリウレタン樹脂層との
   間に接着剤層が形成されている特許請求の範囲第
   １項記載のプレス用ロール。 ７ 前記接着剤層は、フエノール系の接着剤から
   成る特許請求の範囲第６項記載のプレス用ロー
   ル。