JPS604616A - 人造ストンロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、抄紙機のトッププレスロールとして使用さ
れる人造ストンロール及びその製造方法に関する。

従来、この種のトッププレスロールとしては、天然花崗
岩製のストンロールが最も多く一般的に使用されてきた
。このような花崗岩製の所謂グラナイトロールは、その
仕上り面がきわめて平滑で、しかも非常に細かい孔が無
数に存在するポーラスな表面をもち、湿紙面が平滑にな
ると共に、ロール面からの「紙剥れ」もよく、更には耐
食・耐摩耗性、ひいては耐ドクターナイフ性もに（数年
間の長期にわたって研磨ぜずに使用ザることができる非
常に優れた特性を有゛する。　ところが、一方にＪ３い
て、天然石を素材として製作されるものであるために、
近年殊に資源の枯渇化傾向によりその入手が困難になっ
てぎていると共に、益々長尺大型化するストンロール用
の大型石材を無傷に採石し、運搬することは困プ１（を
極め、更には天然石に不可避的に有する分子分布の不均
一−１ｂ傷の存在、あるいは成形中のクラックの発生等
により、ロール表面の全体に均一な物性を瀦えたものを
得難い等の本質的な問題点がある。

そこで、従来、上記のような天然石のストンロールに代
るｂのとして、ＮＲ，ＮＢＲＳ８８Ｒ等の高硬質ゴムに
花崗岩や珪砂等の親水性物質粉粒を混入して成形し、ロ
ール表面に上記粉粒を顕わした所謂ストナイ１−ロール
が提案されると共に、また、上記コムに代えＣ結合剤に
エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の高ｌｉ！質樹脂を用い
、これに親水性物質粉粒を混入して成形した樹脂ロール
も提案され、これらがいずれも実用に供されるに至って
いる。

しかしながら、前者のような硬質ゴム系のロールは、花
崗岩製のストン［Ｊ−ルに較べ、ロール面の有孔性、親
水性に劣り、紙剥れが悪いし、またその表面に露われで
いるゴム質部に湿紙に含まれるピッチがイ」着し易く、
ピッチトラブルのために紙切れが生じ易い傾向がみられ
るというような欠点があった。一方、後者の樹脂製ロー
ルにおいても、成形上の制約から樹脂ｍに対する親水性
物質粉粒の添加ｍの限界により、せいぜいそれを７５重
量％程度含イ１μしめうるにとどまり、ロール表面に露
われる比較的大ぎな樹脂部分の存在から、概しＣグラナ
イトロールはどの良好な紙剥れ性、ピッチ付着防止性を
実現し難く、また耐摩耗性、従って耐ドクターナイフ性
にも劣る欠点があった。ただ、樹脂口＝ルの場合は特殊
な表面研磨を施すことによって、石粉、即ち親水性物質
粉粒の多くを露出させるものとづ゛ることにより、紙剥
れ性を多少改善することができるが、しかしこの場合の
研磨は、互いに物性のンシしく異なる石粉部分と樹脂部
とを削らなければならないため、バイトに衝撃負荷がか
かり、その損耗が激しいばかりでなく、平滑表面に研＠
づ−ることが非常に困難であるというよう４１問題点が
あった。

上記のような問題点から、従来の技術水準下では、天然
に製Ｊ−る花崗岩を用いたグラナイトロールに較べると
、人工的に１ＣＩられる代替ロールはいずれし人造品Ｃ
あることによる製作上のメリッ１−にかかわらず、実使
用下における諸性能の面では、未だそれと同等ないしは
超絶づ−る性能を実現するもので（よなかりた。

この弁明は、上記のような技術的背景のもとにおいて、
天然石からなるロールに物性的に、従って性能的に可及
的近似せしめた疑似ストンロールの提供を目的としてな
されたものである。

而して、種々実験と研究の結宋、バインダーに混入する
親水性物質の粉粒材料として、粒子径の比較的大きい粗
粒群と、その粗粒間隙に入り込んで最密充填を果しうる
にうな微粉群とを、混合状態にして用いることににす、
親水性物質の含有率を顕茗に増大し、ロール面に露出す
る樹脂の単独部分を著しく減少して、天然石からなるス
（〜ンロールに極めて近似した諸性質を具備したものと
なしうることを見出づ゛と共に、更には遠心力を利用し
た回転成形法によってロールの成形を行なうことにより
、表面層に上記親水性物質粉粒が最密充填されたロール
を容易に製作しうろことを見出し、断る知見に基づいて
本発明を完成するに至ったものである。

即ち、この発明の１つは、人造ストンロールの構造に関
し、結合剤とじての合成樹脂と、ｊ−冬判声質からケる
半均粒径？ｏ♀、丑、郷工よ−（７）　１１．ｌＪむそ
れらの混合凝結組成物からなり、かつロールの少なくと
も表面層において」−記親水性物質粗粒及び同微粉の含
有率が８０重量％以上に形成されＣなることをＢｊ　１
ｌｊｆとりる一ｂのである。ぞし又また他のもう１つの
発明は、上記人造ストンロールの製造方法に関し、結合
剤としての液状合成樹脂’ｔｏｏ重ｆｆａ部に親水性物
質からなる平均粒径２００μ以−ヒの粗粒２００重量部
以上と、同じく親水１勺、物質からなる平均粒径１００
μ以下の微粉５０手Φ部以上とを必須成分どして添加し
た均一な）昆合用成物をつくり、これを回転成型金型に
入れ−ＣＩ！′７Ｉ速回転を付与する回転成形法ににり
円筒状に成形することを特徴とするものひある。

この発明に用いるバインダーとしての合成樹脂は、従来
の樹脂製［１−ルと同じく、三次元結合しうる硬質の樹
脂をｊ画室に選択使用しうるちのであり、具体的には例
えばエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂等を好
適に使用Ｊることができる。

一方、親水性物質としては、花部々：イ、珪砂、大理石
、長石、金剛石、セラミックス等が使用されるものであ
り、抄紙機にａ３いて取扱われる紙質、例えば新聞用紙
、上質紙等の紙質に応じてそれらの１種または２秤以」
が絹合わＵにＪ３いて使用されるものである。

該親水性物質は、平均粒径２００μ以上の粗粒と、平均
粒径１００μ以下の微粉とが常にそれらの組合わせにお
いＣ用いられることを要づる。もちろん、上記粒径範囲
に属しないような親水性物質微粒群が更に付加的に用い
られる場合を排斥するものでは４ｙい。従って、上記粗
粒と微粉のほかに、更に平均粒径１００〜２００μの粉
粒群が同時に混入される場合ら、この発明の範囲に包含
される１゜ 上記粗粒の粒径は、これが２００μ未満のものである場
合には、ｌｌｌ−ルの製造に際し混むｌｉ　Ｍｌｌ動物
粘度が増大し、親水性物質の所期する所定含率でのロー
ル成形が困難なものとなる３、もっとも、あまりに粒径
の大きいものが用いられる場合には、ロールの強度面に
欠陥を派生するおそれがある。従って、その最大粒径は
約２５−ＯＯμ以下程度と１べぎてあり、特に好ましい
粗粒の粒径範囲は５００〜２０００μ程度である。更に
該範囲で相互に粒径を異に１−る２種以上の粗粒を混ぜ
Ｃ使用するのが最も好ましい。

これは、粗粒の粒々間間隙をできるだけ小さいものとし
て、親水性物質の最密充填度合いを向」ニタ′るのにイ
ｊ効ひある。

一方、微粉は、ロール表面層においてほぼ粒々接触状態
に存在覆る前記粗粒間の間隙に入り込んで、該間隙部分
を親水性物質の高含率のバインダー樹脂との混合物ひ埋
め尽すものひある。

従って、該微粉の粒径は少なくとも１００μ以下の微細
なものに限定され、これを超える粒径のものでは、［１
−ル表面層に所Ｊｆｊする親水性物質の高含イｊ牢を１
＆ることがＣぎない。反面微粒の粒径があまりに小さい
場合、特に１０μ以下であるような場合には、ロール製
造に際して混練組成物の粘度が増大し、成形が困難にな
るため好ましくない。微粉の最も好ましい粒径範囲は２
０〜５０μ程麻である。

ロールの少なくとも表面層において、上記粗粒及び同微
粉を含む親水性物質の含有率は少なくとも８０重量％以
」二となされることを要する。

このような親水性物質の高い含有率は、粗粒と微粉との
（７１用によってはじめ（可能となるしのである。ここ
に、１記含有率が８０重量％未満であるような場合には
、ロール面に占める樹脂部分の割合が大きいため、従来
の前記樹脂ｌコールと同様の欠点が派生し、この発明の
所期覆る効果を満足に得ることができない。

ところで、上記のＪ：うな親水１９物７１ｒの高含イｊ
率を得るための合成樹脂と親水ｆ１物質どの配合割合は
、合成樹脂１００重量部に対し、親水性物質粗粒２００
重市缶部上、同微粉５０重Φ部以上であることが望まし
い。−しつとしこの配合割合は、この発明にＪ３いて限
定的な条件となるものではない。何故ならば、上記の必
須成分を混合した混合組成物をもって回転成形法により
成形を行なう場合、１１粒がロールの表面層に近い外層
部分に粒々接触状態に集中し、その間隙部に微粉と樹脂
の混合物が最密充填され、残余の該混合物が上記層の内
側において微粉の最密充填状態の層をなし、更に残余の
樹脂分がその内側において囮をなす成形状態となるから
、各成分の配合割合が直接１」−ル表面層の組成を全面
的に支配づるｂのではないからである。

しかしながら、樹脂１００重量部に対し粗粒が２００重
量部未；箇、微粉が５０重量部未満の場合には、相対的
に樹１１Ｈのｍが親水性物質粉粒の司より多づぎるため
に、ロール表面層の所要りさ範囲に所１す］する親水性
物質の高密度な最密充填状態を得ることが困知Ｃある。

反面、親水性物質の吊が樹脂より相対的に多い場合には
、成形の困知性が増大Ｊると共に、ロールに所要の強度
を４９り■いｂのと４ｒる１−Ｃめ、好ましくは樹脂１
００重７ｆｉ部に対しＣ粗粒３００重量部以下、微わ）
１００重量部以下の程度でそれらの配合設計がなされる
べきである。

ロールの製造は、上記のＪ、う’Ｊ　ｌ）ｉ！合からな
る混合組成物により、既知の回転成形１幾を用いて行な
うものである。即ち液状合成樹脂に親水性物質粗粒及び
同微粉を添加して均一に混練し、この混合組成物を筒状
の回転成形ｎｔ金型に入れ、所定の回転を与えると共に
、要すれば所定の加熱条件下で樹脂を硬化せしめること
にＪ、り行なうものである。もちろん、この成形後のロ
ールは、表面部を研磨しＣ樹脂皮膜を取除き、親水性物
質を該表面に露出せしめた平滑状態にして使用に供され
るものである１゜ 添附図面にＪ３いて、第１図はこの発明に係る人造スト
ンロールの表面層安構造を模式的に示すもので、親水性
物質からなる粗粒（１）が略粒々接触状態に分布し、そ
の間隙ｑｔｓに微粉（２）を最密状態に高率含有した該
微粉とバインダーとしての合成樹脂（３）との混合物が
密に充填されると共に、表面（Ｓ）が研磨されることに
よって、粗粒（１）の断面と上記混合物の断面とで平滑
に仕−にげられた状態が示されている。

ｊ：だ第２図は回転成形法によって成形され７ｊこの発
明に係るロールの厚さ方向の構成状態を模式的に示？ｌ
ｂのＣあり、表面層を含む所定厚みの外層（４）部分に
は」二記第１図に示した状態が実現され、その内側にｌ
ｅｔ、主として微１３）　（２）と樹脂（３）との）Ｒ
合物からなる薄い中間層（５）が存在し、更に−ぞの内
側には主どして樹脂（３）成分のみからなる内層（６）
が形成された状態が示されている９゜ この発明に係る人造ストンロールは上述のにうｈ４７４
成を右づるものひあるから、ロール表面層の樹脂含率が
極めで低く、該表面層の大部分を親水性物ｐ１の露出部
分Ｃ゛占めて樹脂の直接類われる部分を極少のものどす
ることができる。

従って、表面性状にｄメいで、天然石の表面性状に極め
て近似したものとなしうる。即ちロール面がきわめＣ平
滑でしかし非常に微細な孔が全面に無数に存在するポー
ラスな面に形成することが可能となり、湿紙面の平滑化
性能、ピッチの低付着性、紙剥れ性、耐食・耐摩耗性、
耐ドクターナイフ性、高強度、高硬度等の抄紙成用トッ
ププレスロールとして要求される諸性能において従来の
ゲラブイｉ−［］−ルと略同雪ないしはそれ以上の優れ
た性能を右づるものとなしうる。らなみに、従来の前記
樹ＩＪｒ１ｏ−ルにおいては、表面部に樹脂分の占める
割合が大きいために、部分的に表面部の硬ぎのばらつき
が大きく、これがために平滑研磨が難かしいものであっ
たが、この発明にＪ：るロールにｄ３いては、従来の天
然石からなるストンロールと略同様にパイ１−によって
簡単に表面部を削って平滑にｒＪＩ削し、砥石で鏡面状
態に研磨することがでさるものであった。このことは、
この発明のロールが天然石材を用いたロールと同様の表
面部の諸物性を有するものであるこの１つの証左として
、−に記諸性能の具備を予見しつるものであった。

また、この発明に係る製法にｄ３い−（回転成形法を採
用することは、これにＪ：す、　＋ｉｉ）述のような成
形用材料の配合組成の特定条イ′１と相俟って、前記の
ような優れた性能を有する人造ストンロ−ルを極めて容
易に１ミすることができるものＣある。この点に関して
、例えば注型法、コテ塗り、あるいは沈降凝結法等によ
って成形するときは、前記の配合組成を踏ｏｎして成形
を行なうことは困ガ［であり、たとえ行ない得−Ｃもロ
ール表面層にこの発明の所＋ＩするＪ：うむ親水性物質
の高含有率の最密充填状態を実現することは困ガである
。

次に、この発明の実施例を示り。

実施例１ ［配合組成］ −［ボキシ樹脂（液状）　１００重量部花崗岩向暑 平均粒径１５００１１　２１５　ｍｍ部花崗岩微粉 平均粒径３０μ　１４３重用部 上記配合割合においてそれらを均一に混合し、この混合
組成物を円筒状の回転成形用金型に入れ、約５０℃にて
３０分間、５０Ｇの加速度が１ｑられる回転数（＠人４
２０ｒｌｌｌｌｌ’）で回転して樹脂を硬化さ「、直径
５０ｃｍ、肉厚４　ｃｍσ丁成形ロールを得た。そして
この成形Ｌ’］−ルの表面部をダイＡ７モンド製バイト
にＪ、つＣ事情にＵ１削し、砥石で鏡面状態に研磨して
、鉄芯に１べ合し接着剤で固定して人造ストンロールを
得た。

このロールの表面層は、上記親水性物質粉粒（花崗岩）
が８６重Φ％以」二の割合で最密充填状態に存在づるも
のであり、従ってその１コ一ル面はそのほと／ｖどが上
記親水ｆ１物費の直接露呈した面からなり、かつクラン
クやピンホール等の欠陥を全く有しない−６のであった
１゜かつ該ロールの表面層の１幾械的性質を調へたとこ
ろ、下記のとおりであった、２ 硬度　９５疫〈但し、ショアーＤ硬度 計ににる。実施例２以下も同じ） 耐圧縮強度　２４７６に９／ｃｔｌ （Ｊ１８６９１１に準じて測定。

実施例２以下も同じ） ヤング率　２８７５７１（９／　ｔ：ｒｌ（ＪＩＳ６９
１１に準じて測定。

実施例２以下も同じ） また、上記本発明のロールの耐ドクターナイフ性試験を
ｔｊ−、）だところ、下記第１表のとおりきわめＣ１り
れだ耐ドクターナイフ性を示すものであつ１．：、、’
：お、この試験は、本発明のロールを線圧５０１（ｇ／
　ｃｍで金属ロールに接触せしめ、水槽中にその一部を
浸ｔｉ’Ｊ　Ｌ／た状態においてニップ部と対向づる位
置にドクターナイフを種々の圧力条件で口接Ｉしめ、［
１−ルに２０　Ｏｒｐｍの回転を与えて、所定時間経過
後のロールの表面の摩耗状態を目視検査りると共に、回
転中のドクターの喰込みの発生を調べたものである。

第１表 上記の結果から明らかなように、本発明のロールは、機
械的性質にＪ３いて、天然花崗岩のそれに極めて近似し
たものであり、耐１−クターナイフ性にもきわめて優れ
たものであって、抄紙機に実使用した場合に、天然花向
暑製のグラブイトロールと同等程度の諸性能を実現しう
るちのであることを予見しくりるものであった。

実施例２ ［配合組成］ エポキシ樹脂（液状）　１００１ｆｆｉ部花崗岩粗粒 ５ｐ均粒径７００μ　１３０１ｍ部 平均粒径１５００μ　１００重用部 花崗岩微粉 平均粒径４０μ　５０千ｍ部 上記配合組成により、実施例１と同様にして人造ストン
ロールを製造した。

このロールの表面層の親水性物質の占める割合は約８３
重量％であり、またその機械的性質は、 硬Ｕ　９５度 耐圧縮強１　１５８１！／／ｃｉ Ｘ７ング率　２５８９０ｆｆ！？／ａｄであった。その
他は実施例１とほぼ同様であつｌこ　１゜ 実施例３ ［配合組成］ 硬質ウレタン樹脂（液状＞　１００車ｍ部花崗岩Ｉｌ１
粒 平均粗粒１５００　Ｉｔ　１２５　ｍ　ｆｆｔ部硅砂粗
粒 平均粗粒、　８００　／１１２５　’ｊｆｌｘ　ｍ　部
花向暑微″ｌＩ） 平均粒径３０μ　８０重吊部 上記配合組成により、実施例１と同様にして人造ストン
ロ−ルを製造した。

このロールの表面ｈ′・７の親水性物質の占める割合は
約８３手用％であり、またその機械的性質は、 硬度　９５麿 耐圧縮強度　１６９６　ｌａｙ　／　ｃＭヤング率　２
７３６９　Ｋ！Ｊ／ｃｔ！であった。その他は実施例１
どＩＪは同様であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による人造ストンロールの表面層の構
造を模式的に示した断面図、第２図は同ロールの成層構
成状態を模式的に示した横断面図である。 （１）・・・親水性物質粗粒、（２）・・・親水性物質
微粉、（３）・・・合成樹脂、（Ｓ）・・・ロールの表
面。 以」ニ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　結合剤としての合成樹脂と、親水性物質からな
   る平均粒径２００μ以上の粗粒と、同じく親水性物質か
   らなる平均粒径１００μ以下の微粉とを少なくとも必須
   成分として含むそれらの混合凝結組成物からなり、かつ
   ロールの少なくとも表面層において上記親水性物質粗粒
   及び同微粉の含有率が８０重量％以上に形成されてなる
   ことを特徴とする人造ストンロール。
2. （２）　合成樹脂１００ｆ４部に対し、親水性物質粗粒
   ２００重戸部以上、および親水性物質微粉５０重缶部以
   上を含む混合凝結組成物からなり、かつロールの表面層
   において上記粗粒がほぼ粒々接触状態に密な配置で存在
   し、それらの空隙部に前記微粉と合成樹脂との混合物が
   高密洩に充填されてなる特Ｂ’ｆ請求の範Ｉ！Ｉｌ第１
   項記載の人造ストンロール。
3. （３）　結合剤としての液状合成樹脂１００ｍｍ部に、
   親水性物質からなる平均粒径２００μ以上の粗粒２００
   川ｆｆｉ部以−「と、同じく親水性物質からなる平均粒
   径１００μ以下の微粉５０重量部以上とを必須成分とし
   て添加した均一な混合組成物をつくり、これを回転成型
   金型に入れて高速回転を何句する回転成形法により円筒
   状に成形することを特徴どする人造ストンロールの製造
   方法。