JPS5928771B2

JPS5928771B2 - デイスクロ−ル

Info

Publication number: JPS5928771B2
Application number: JP57035893A
Authority: JP
Inventors: 洋浅海; 滋雄竹; 正純赤瀬; 功寺田
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1984-07-16
Also published as: US4533581A; JPS58156717A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は石綿を含まないディスクロールに関するもので
ある。

板ガラスの製造工程およびステンレス鋼、銅、黄銅等の
薄板もしくは管の熱処理工程において、その半製品また
は被処理物を搬送するためのロールとしていわゆるアス
ベストロールが普通使われている。アスベストロールは
厚さ６ｍｌ程度の石綿板をディスク状に打抜いたのち、
回転軸になる鋼などの金属棒に所定の厚さになるまで重
れて嵌装し、更に軸方向に圧縮して緻密組織としてから
その表面を旋盤などで研削してロール状に仕あげたもの
であつて、これが一般的にはディスクロールと呼ばれる
形式のロールである。上記用途におけるディスクロール
は、常時数百度から１０００℃以上に加熱されるという
苛酷な条件下に置かれるため、高度の耐熱性が要求され
る。この点で、一般に使われているアスベストロールは
決して満足できるものではない。その原因は、ディスク
を構成する石綿の熱的特性が悪いことにある。すなわち
、石綿は４００〜８００℃またはそれ以上に加熱すると
結晶水を放出して収縮を起こすから、中心部の回転軸が
膨張することもあつて、アスベストロールには軸方向の
亀裂とこれに直角方向の輪状亀裂とが発生し易い。そし
てこれらの亀裂が一度発生すると、高温の炉内ガスが亀
裂内部に侵入するため亀裂は加速度的に成長し、ついに
は石綿板が剥離し脱落するに至るのである。また石綿板
と軸との間に隙間を生じて一部の石綿板の位置がずれる
結果、段違いと呼ばれる凹凸がロール表面に発生する。
このような亀裂、脱落および段違いは、製品たとえば板
ガラスの品質低下を招き、またガラス板を不均一に押圧
してしばしばガラス破損の原因となり、金属薄板の熱処
理においては亀裂や段違いを生じたロール表面が被処理
材の軟化した表面にプリントされて製品の表面性状を著
しく悪化させる。また石綿の粉塵は人体に有害であるか
ら、アスベストロールはその製造および使用に特別の注
意を要するという欠点もある。

このような問題点を解決するため、石綿板を使用しない
ディスクロール、例えばセラミック繊維を石綿のかわり
に用いたディスクロールが提案されている。

しかしながら、セラミック繊維は石綿よりも剛直でもろ
いから、デイスクを強く締めつけてロールの密度を大き
くすることができず、したがつてこの繊維を使用したロ
ールは磨耗し易いという欠点を持つ。しかもセラミツク
繊維は一般にシヨツトと呼ばれる粒状物を含んでおり、
これがロール表面に現われると被処理材を傷つけるとい
う問題もある。本発明は、上述のような現状を背景に、
耐熱性、耐磨耗性にすぐれ、しかも被処理材の表面を傷
つけることのない高性能のデイスクロールを提供するこ
とを目的とする研究に基づき完成されたものである。

本発明により提供きれたデイスクロールは２種類あり、
その第一は、マイカ粒子および結合剤からなる板状成形
物をデイスクの素材として用いたものである（以下これ
を第一発明のロールという）。

またその第二は、マイカ粒子、結合剤、無機質充填材お
よび補強用繊維からなる板状成形物をデイスクの素材と
して用いたものである（以下これを第二発明のロールと
いう）。上述のように本発明のデイスクロールはマイカ
粒子を必須の素材とする板をデイスクに用いたもので、
本発明のデイスクロールの性能は、すべて上記板が持つ
デイスク素材としてのすぐれた適性に依存するものであ
る。

本発明のデイスクロールの特徴的な素材であるマイカは
、耐熱性がよいことで知られ、種々の分野において古く
から工業的に利用されている材料であるが、デイスクロ
ールの素材として利用された例はない。

ふつう工業的に利用されているのは白マイカ｛Ｋ｝（Ａ
ｌ２）〔Ｓｌ３Ａｌ′）０１０（０Ｈ）２または金マイ
カ｛Ｋ｝（Ｍｇ，）〔Ｓｌ３Ａｌ〕０１０（０Ｈ）２で
あり、ほかに黒マイカもあるが、デイスク製造用に特に
適しているのは、耐熱性がよく、軟らかで可撓性が大き
い金マイカである。本発明のデイスクロールのデイスク
製造に用いるマイカ粒子は、マイカ結晶がリン片状にへ
き開されたもので、望ましくはその６０重量？以上が粒
子径１０〜１０００μのものである。

粒子径が上記範囲よりも大きいものが大部分を占めるも
のを用いるとデイスクロール表面の平滑性が悪くなり、
中でもやや硬度の高い白マイカを用いた場合は、軟質被
処理材の表面に傷をつけることがある。また粒子径が小
さすぎるものを用いた場合はロールの熱収縮が大きくな
る傾向がある。次に上述のようなマイカ粒子を用いて本
発明のデイスクロールを製造する方法について説明する
。

第一発明のロールを製造する場合は、まずマイ力粒子を
結合剤および水と混合してスラリー化する。結合剤はマ
イカ粒子同士を（第二発明のロールの場合は更に他の原
料を含む全固形原料同士）を結合して板状成形物の形状
を保持させ、ロール作製を可能にするためのものである
。したがつて、加熱されると焼失する有機質結合剤およ
び加熱されても焼失しない無機質結合剤のどちらを使用
してもよい。好ましい無機質結合剤の例としては、ポル
トランドセメント、アルミナセメント等の水硬性セメン
ト；カオリン、ベントナイト等の粘結剤；ケイ酸ソーダ
、コロイダルシリカ、アルミナゾル等の接着剤などがあ
る。但し無機質結合剤の過剰使用はデイスクロール表面
を硬くしすぎて被処理材を傷つける原因となり、また耐
熱性を悪化させる原因ともなる。反対に使用量が不十分
な場合は耐磨耗性の悪いロールを与える。したがつて、
用いるマイカ粒子の性状等も考慮しながら適量の結合剤
を用いることが重要である。好ましい使用量は、普通２
〜３０％（全固形物あたりの重量？；特に断わらない限
り以下の説明において同じ）の範囲にある。また使用可
能な有機質結合剤の例としては、デンプン、ゴムラツク
ス、酢酸ビニル、アクリル樹脂ラテツクス等がある。但
し有機質のものは、デイスクロールの使用開始後、徐々
に燃焼して失なわれるから、多量に使用することはデイ
スクロールの性能の不安定化につながるという欠点があ
る。したがつて、有機質結合剤の使用量は５％以下にと
どめることが望ましい。スラリー化した原料混合物は、
次いで任意の方法（たとえば抄造法または脱水プレス成
形法）で、厚さ２〜７０ｍｍ程度の板状に脱水成形する
。

第二発明のロールを製造する場合は、第一発明のロール
製造用の原料混合物に無機質充填材および補強用繊維を
、成形前の任意の段階で加える。無機質充填材はマイカ
粒子間の隙間を充填してデイスクロール表面の平滑性お
よび耐磨耗性を向上させ、更に製造過程におけるデイス
クの切削加工性をよくする。この充填材としては、耐熱
性のよい微粉末、たとえばタルク、パイロフイライト、
カオリン、アルミナ、炭酸カルシウム、マグネジアクリ
ンカ一、シリカ、ケイソウ土、ウオラストナイト等を用
いる。特にウオラストナイトは、長さが２〜３ｕｍ以下
ながらも繊維状をしており、また耐熱性がよい（脱水、
酸化、結晶化などの構造変化を起こさない）から、ロー
ルの耐熱性向上にも有効である。充填剤の好ましい使用
量は５〜４０％である。補強用繊維としては、セラミツ
ク繊維、ガラス繊維、ロツクウール、アルミナ繊維、パ
ルプ、レーヨン、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維等
の無機繊維または（および）有機繊維を用いることがで
きる。

無機繊維は製造過程および使用状態にあるデイスクの補
強に有効であるが、過剰に使用するとロールの密度を所
望の水準まで高めることが困難になるばかりか繊維中の
シヨツトがロール表面に現われて被処理材表面を傷つけ
る機会を増す。したがつて、その使用量は通常１〜２０
％程とする。一方、有機繊維は前記有機質結合剤と同様
デイスクロール製造過程においてのみ補強材として役立
つ。したがつてこれも多量に使用することは好ましくな
く、普通は１０％以下にとどめるほうがよい。なおいず
れのロールの場合も、マイカ粒子の量は２０〜９５％が
好ましく、特に好ましいのは３０〜７０％である。

成形後、乾燥して結合剤を硬化させて得られた板をデイ
スク状に打抜く。

あるいは上記成形原料のスラリーを直接デイスク状に脱
水プレス成形したのち乾燥する。得られたデイスクをデ
イスクロールに仕上げる方法は、従来のアスベストロー
ルをアスベストデイスクから製造する場合と同様である
。

回転軸に嵌挿したあとのデイスクの締付圧は、デイスク
ロールの使途によつても異なるが１００〜２５０ｋｇ／
Ｃｌ７ｆ程度が適当であり、それによつてデイスク部分
の嵩密度が１．２〜１．８ｆ！／ＣＴｌｔになるように
することが望ましい。本発明によるデイスクロールは、
従来のアスベストロールのような環境衛生上の問題がな
い点で有利であるほか、次のような特長を有するもので
ある。

（イ）マイカが約１３００℃という高融点を有し、また
結晶水の脱水温度も５５０〜８００℃と石綿より高く且
つ結晶水量も１〜４重量％と石綿よりも少ない（つまり
結晶水放出による収縮が少ない）から、常用可能な温度
の上限が高く、また使用開始後の熱による性能劣化が少
ない。

（ロ）脱水成形された板からなるデイスク中で、リン片
状のマイカ粒子はすべてデイスクの両方向に配向してい
るから、これがデイスクロール中ではロールの半径方向
に配向している。このような特定の配向とマイカ特有の
物性とがあいまつて、柔軟でしかも耐磨耗性のよい独特
のロール表面が形成されている。次に実施例を示して本
発明を説明する。

なお実施例で行なつた試験の方法は次のとおりである。
（１）亀裂：肉眼による外観検査を行い、次のような判
定基準で評価した。（４）耐磨耗性：デイスクロールを１０ｒｐｍで回転させなが
らロール表面にステンレス鋼板で線圧８ｋｇ／ｄの荷重
を１時間加えた後のロールの磨耗度を肉眼で観察し、次
のような判定基準で評価した。

（［−」は大きな亀裂が発生したため耐磨耗性試験を実
施しなかつたことを意味する）（１１１）平滑性：熱処
理後のロールについて肉眼で観察し、次のような判定基
準で評価した。

実施例１〜６、比較例１〜３表−１に示した原料配合により、通常の丸網式抄造機で
厚さ６１１のシートを製造する。

得られたシートの特性を表−２に示す。次にこのシート
を外径１３０′１ｔｍ１内径６０１１のリング状に打抜
いてデイスクを製造し、得られたデイスクを用いて、締
付圧２００ｋｇ／Ｃｄで長さ１５０Ｕのデイスクロール
を製造し、これを種々の温度に設定した電気炉中で、１
００時間加熱する。上記熱処理後のロールについて、亀
裂の発生状況および耐磨耗性を調べた結果は表−３のと
おりであつた。実施例７，８表−１に示した原料配合により外径１３０ｍ１１内径６
０ｍ１厚さ１０ｍ１のデイスク材を脱水プレス成形した
。

得られたデイスク材の特性を表−２に示す。またこのデ
イスク材を使用して締付圧１５０ｋｇ／Ｃｆｉｌで長さ
１５０１！のデイスクロールを製造し、実施例１の場合
と同様の試験を行なつた結果を表一３に示す。実施例
９、比較例４，５表−４に示した原料配合により実施例１と同様の試験を
行なつた。

Claims

【特許請求の範囲】１マイカ粒子および結合剤からなる板状成形物がディ
スクの素材であることを特徴とするディスクロール。２マイカ粒子の少なくとも６０重量％が粒径１０〜１
００μのものである特許請求の範囲第１項記載のディス
クロール。３マイカ粒子、結合剤、無機質充填材および補強用繊
維からなる板状成形物がディスクの素材であることを特
徴とするディスクロール。４マイカ粒子の少なくとも６０重量％が粒径１０〜１
００μのものである特許請求の範囲第３項記載のディス
クロール。