JPS5942119B2 - プレス用ロ−ルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプレス用ロール、特に天然石から成る製紙用ト
ッププレスロールの代替えロールとして好ましく用いら
れるプレス用ロールおよびその製造方法に関する。

抄紙工程において、パルプ又は湿紙はボトムプレスロー
ルとトッププレスロールとの間をフェルトに載置されて
連続的に通過する際に押圧されて脱水される。

フェルトに接触するボトムプレスロールとしては通常ゴ
ムロールが用いられているが、トップレスロールは高圧
力を直接に湿紙に加えるため、次のような性能を要求さ
れる。（１）紙ぱなれがｌいこと。

（２）高荷重に耐えうること。

（３）表面が平滑であること。

（４）湿紙をプレスする時に変形が少なく、紙の切断を
生じないこと。

ｓｔｏｎｅｒｏｌｌと称される花崗岩で作られたトップ
プレスロールは紙ばなれが良好であるが、材料が天然物
であるため、材質のバラツキが大きいことや、ロール成
形するのに相当の労力と時間を要し、特に大型のロール
の製作納期が花崗岩の入手難に基づいて不安定であわ、
衝撃により傷が付きやすい欠点がある。

これに代るものとして硬質ゴム中に硅砂のような石粉を
混入して成る製紙用トツププレスロールが知られて卦乞
これは強度が大きく、安価である利点を有するが、紙ば
なれが不充分であシ、使用中に石粉の脱落が促進されて
表面に肌荒れが生じる欠点がある。本発明の目的は紙と
の剥離性がすぐれ、物理的強度が大きく、石粉の脱落に
よるロール表面の肌荒れが極めて少ないプレス用ロール
｝よびその製造方法を提供することである。

本発明の一つの態様によれば有機イノシアネ・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、そして無機質粉末を含有するポリウレタン樹脂
から成るプレス用ロールが提供される。

上記プレス用ロールに卦いて、上記ポリウレタンは好ま
しくは硬度７０以上（ＳｈＯｒｅｌ））を有する非多孔
性硬質ポリウレタンである。

本発明に訃いて、有機イソシアネートと反応する官能基
を有する化合物の少なくとも１０重量７０が３管能以上
のポリエーテルであり、そして上記ポリエーテルは２０
０〜８００の水銀基価を有すするポリエーテルであるこ
とが所望のプレス用ロールを得る上で有利である。

上記無機質粉末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重量に対し５〜３００重
量部用いられてもよい。

特に好ましい無機質粉末の量は上記合計量に対し１００
〜２５０重量部である。使用される無機質粉末の粒径は
好ましくは３０〜３００Ｔｙ１ｅｒｍｅｓｈである。上
記無機質粉末は花崗岩、硅砂等の石粉を包含する。石粉
はＳｌＯ２，又はＳｉ−０，とＡｔ，Ｏ３を主成分とし
て含有する。本発明のプレス用ロールは好ましくは、そ
の中心を貫通し、ロールに結合する鉄棒のような芯体を
具備している。

しかし、本発明に卦いてはこの芯体は必ずしもロールの
中心を貫通する必要はなく、適切な固定具によつてロー
ルの両側面に固定されてもよい。本発明の他の態様によ
れば、無機質粉末の存在下｝よび発泡剤の非存在下で有
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
物とを反応させて、無機質粉末を含有するポリウレタン
樹脂からなる円筒を形成する工程を具・備するプレス用
ロールの製造方法が提供される。

上記製造方法は上記円筒に芯体を接合する工程をさらに
具備してもよい。

上記円筒と芯体との接合は接着剤を塗布された芯体を有
する金型中に卦いて上記反応を行うことにより、円筒の
形成と同時に実施されてもよい。

上記円筒は回転成形によつて形成されてもよい〇また、
上記円筒は本発明のポリウレタン樹脂を生成するための
組成物をＰａｓＬｅ状の粘度を有する状態に調製し、こ
のＰａｓｔｅを回転するドラムの表面に連続的に供給し
て、ドクターナイフを用いたナイJャRータ一方式に基づ
いてロール成形してもよい。また金型内にポリウレタン
樹脂生成用組成物を導入して反応させる際、無機粉末だ
けを後から導入して無機質粉末を沈下させながら反応を
進行させてもよい。有機イソシアネートと反応する官能
基を有する化合物は有機イソシアネートと反応させる前
に加熱により脱水させることが望ましい。

ポリウレタン樹脂を生成する反応は好ましくは１５０℃
以下の温度で実施される。本発明で使用しうるポリエー
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 ゾルヒト一ＳＳル、蔗糖等にエチ
レンオキサイＰ，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、イソボ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１０７０を
占める土述の３冒能以上のポリエーテルのほかに最高９
０７０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Ｒｒアリニン、トルエンジ
アミン ペンタジン、へキサメチレンジアミン、ジフエ
ニル一ｍ−ジアミン等のアミン類；０Ｈ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 接着剤としてＣＯｎａｐｌｌ４６（ＣＯｎａｐ社製フエ
ノール系樹脂の商品名）を塗布▲れ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ＨＤ４Ｏ
２（三洋化成製ポリエーテルの商品名）の１００重量部
を混合機に投入し、ついでアイソネート１４３Ｌ（アツ
プジヨン社の右機イソシアネートの商品名）の１１０重
量部を投入すると同時に乾燥した８０〜１２０Ｔｙ１ｅ
ｒメツシユの硅砂粉末を３５７重量部添加し、そして減
圧下で５分間攪拌 二した後、この混合物を注型用モー
ルドに注入する。

８０℃で５時間Ｄ口熱して硬化（Ｃｕｒｅ）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
したがい、表面研摩仕上げを行ない、本発明の実施例の
プレス用ロールを得る。

な卦、上述の２サンニツクスＨＤ４Ｏ２はペンタエリス
リトールにプロピレンオキシドを付加して成るポリエー
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３た土述のアイソ
ネート１４３Ｌはカルボジイミド化したジフエニルメタ
ンジイソシアネートであつて、そのＮＣＯ含量は２９．
２％である。またＮＣＯ／０Ｈの値は１．０８である。
上記プレス用ロールの表面の使用前の電子顕微鏡写真（
倍率１００）は第１図に示される。

第１図より明らかのように石粉はポリウレタン樹脂と強
固に結合して｝勺、そして石は樹脂から露出していない
。第２図は第１図のロールを金属製ロールと組合ｚせて
、回転数７１５ｒｐｍ、圧力１１０Ｋ９／ＣＴＩＬ，時
間１６時間でロール回転テストを行つた後の口−ル表面
の電子顕微鏡写真（１００倍）である。

第２図より明らかのように石を被覆していたポリウレタ
ン樹脂は摩耗して石が露出しているが、樹脂と石との接
着が強固なため、石の脱落はなく、石そのものが破砕さ
れている様子がよく解る。このようにポリウレタン樹脂
と石粉とが強固に接合する理由として考えられることは
、石粉の表面には活性水素を有する官能基の一つである
シラノール基が存在し、このシラノール基が有機イソシ
アネートのＮＣＯ基と反応するからであると考えられる
。試験例 ２ 下記組成物を常法に従いオープンミルで混練りし、キヤ
レンダーロールを用いてゴムシートに形成し、このゴム
シートを表面にエボナイト層が形成された鉄芯に巻き付
けラツピングクロスで締め付けて加硫し、最後に表面研
摩を実施して比較例のブレス用ロールを得た。

上記比較例のプレス用ロールの使用前の電子顕微鏡写真
（１００倍）は第３図に示される。

第３図から明らかのように硬質ゴムは石との接着力が弱
く、したがつて石の表面が露出している。第４図は第３
図のロールの他の表面部分を示す使用前の電子顕微鏡写
真（１００倍）である。第４図から明らかのように石の
一部は硬質ゴムから脱落している。土述の実施例および
比較例のロールを花こう岩から成るロールと共に長網式
抄紙機でテストした。

その結果は以下の試験例３および４に示される。試験例
３この試験に卦いては試験ロールは下記表−１に示す
小型長網抄紙機（２段プレス）の１番プレスのトツプロ
ールとして使用された。

抄紙されるパルプは針葉樹２５７０と、広葉樹７５７０
とから成るものであつて、１重量７０のサイズ剤を含有
し、そして硫酸バンドでＰＨ４．５に調整されている。
フリーネスは３４０ｍｔ１坪量は７０ｇ／ＣＴｉｔであ
る。ＮＱｌプレスのトツプロールとして用いられる試験
ロールの花こう岩ロール、実施例ロール、比較例ロール
はそれぞれ３３０ｒｒｍの外径、５６０Ｔｍｎの長さを
有しているが、これらのロールのうちで実施例ロールと
比較例ロールは２９０ｗｒ１ｎの鉄芯径を有している。

花こう岩のロール、実施例のロールおよび比較例のロー
ルはそれぞれ９９例，９３ル，卦よび９０較の硬度（Ｓ
ｈＯｒｅＤ）を有している。ステンレス製のドクターナ
イフを試験ロールに接触させて１０分間にドクターナイ
フ上にたまつた紙量を測定した。その結果は下表−２に
示される。一般にドクターナイフ土にたまる紙量が少な
い場合には、ロールは紙との剥離性が良いと判断され、
紙量が多い場合には剥離性が悪いと判断される。上記表
−２より明らかなように本発明のプレス用ロールは花こ
う岩のロールとほぼ同等の剥離性を有して卦虱比較例の
ロールよ勺もすぐれている。また、試験ロールよ）紙が
離れる位置を観察した結果、実施例と花こう岩のロール
から紙が離れる位置に変動゛はなかつたが、比較例のロ
ールから紙が離れる位置は変動し、かつ紙は実施例のロ
ール卦よび花こう岩のロールよ勺も長く接触してｊ゛勺
、したがつて紙の剥離性が悪いことが判明した。試験例
４ 試験例３ようも大型の長網抄紙機（３段プレス）を用い
て紙の剥離性を試験した。

用いられたパルプは広葉樹のクラフトパルプ１００重量
部、ロジンサイブ０．５重量部、硫酸バンド１重量部、
タルク８重量部から成シ、フリーネスは５００ｍｔ，坪
量は８０ｇ／ｄである。この抄紙機において外径５４５
Ｔｆｍ，長さ３５００ｍの寸法の試験ロールがＮＱｌプ
レスのトツプロールとして用いられた。このトツプロー
ルの材質はそれぞれ上記実施例、比較例および花こう岩
から成勺、ロールの圧力｝よび速度は６０Ｋ９／ＣＴ！
Ｌ、５００ｍ／分である。花こう岩ロールおよび本発明
の実施例のロールは良好に抄紙が実施できたのに対し、
比較例のロールは紙切れが多発し、操業不能であつた。
本発明のブレス用ロールは無機質粉末とポリウレタン樹
脂とが強く結合しているため物理的強度が大であり、耐
圧性に富むと共にロール表面の荒れが極めて少なく、し
たがつて紙の剥離性が良好である。また本発明に卦いて
は、液状ポリウレタン組成物に無機質粉末を多量に添加
することが可能であるため、反応熱のコントロールが容
易となると共に、加硫収縮が小さくなジ、成形性が向上
する等の利点もある。本発明のプレス用口・−ルは製紙
用プレスロールとして好ましく用いられるが、これに限
定されずその他にも乾式複写機の圧定着用ロール等にも
用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプレスロールの使用前の表面状態を示
す電子顕微鏡写真（倍率１００）、第２図は第１図のプ
レスロールの使用後の電顕写真（倍率１００）、第３図
は硅砂粉末を添加された硬質ゴムから成る従来のプレス
用ロールの使用前の表面を示す電顕写真（１００倍）、
そして第４図は第３図のプレス用ロールの使用前の表面
の他の部分の電顕写真（１００倍）である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３管能以上であつて２００〜８００の水酸基価を有
   するポリエーテルを少なくとも１０重量、有する反応性
   化合物と、有機イソシアネートと、石粉との反応によつ
   て生成する硬度７０以上（ＳｈｏｒｅＤ）の非多孔性硬
   質ポリウレタンを具備するプレス用ロール。 ２ 石粉は有機イソシアネートと反応性化合物との合計
   重量に対し５〜３００重量部用いられる特許請求の範囲
   第１項記載のプレス用ロール。 ３ 石粉の粒径は３０〜３００Ｔｙｌｅｒｍｅｓｈであ
   る特許請求の範囲第１項記載のプレス用ロール。 ４ 上記プレス用ロールは芯体をさらに具備する特許請
   求の範囲第１項記載のプレス用ロール。 ５ 発泡剤の非存在下で、３管能以上であつて２００〜
   ８００の水酸基価を有するポリエーテルを少なくとも１
   ０重量％有する反応性化合物と、有機イソシアネートと
   、石粉とを反応させて硬度７０以上（ＳｈｏｒｅＤ）の
   非多孔性硬質ポリウレタンから成る円筒を形成する工程
   を具備するプレス用ロールの製造方法。 ６ 上記円筒に芯体を接合する工程をさらに具備する特
   許請求の範囲第５項記載の製造方法。 ７ 上記円筒と芯体との接合は接着剤を塗布された芯体
   を有する金型中において上記反応を行うことにより、円
   筒の形成と同時に実施される特許請求の範囲第６項記載
   の製造方法。 ８ 上記円筒は回転成形によつて形成される特許請求の
   範囲第５項記載の製造方法。