专利名称:在轧辊及其覆盖层间有通气界面的一种聚氨酯覆盖式造纸机轧辊的制作方法
在轧辊及其复盖层间有通气界面的一种聚氨酯复盖式造纸机轧辊
发明的领域
本发明是一种涉及聚氨酯复盖式造纸机轧辊的制造技术，并且专门讨论了用复盖层和辊面间界面向大气排气的方法，来消除轧辊聚氨酯复盖层和金属辊面间粘结剂的变质问题。
本发明的背景
如所周知，聚氨酯复盖式造纸机轧辊的优点是抗磨损性能好，能抗震，承载能力强。但在聚氨酯复盖层和轧辊金属面之间的粘结剂，在短期工作后常会消失，这样便妨碍这种轧辊的广泛使用，在造纸机处理潮纸卷时尤其如此。如果这种装置能保持在干燥的环境中使用，则可采用许多已知的粘结剂，能提供聚氨酯和金属面间一种优良长效的粘结层。但是如果在潮环境中，便会发现，由于潮气会在聚氨酯和金属间的粘结界面中生成，这种粘结剂所提供的原来很优良的粘结层便会消失掉。最初曾设想这种粘结层的消失是由于聚氨酯和金属粘结组合体中固有的水解不稳定性所造成的，但是我发现在这种粘结剂的消失过程中，水解不稳定性只是一种无关紧要的因素。
我发现聚氨酯复盖层和金属之间所存在的温度差，在金属和聚氨酯之间的粘结层面或界面上会生成水汽，当这种装置用在承受压力的场合，例如当造纸机的轧辊接受潮纸卷并使之通过高压夹钳的时候，因为聚氨酯复盖层是透水的，还有额外的水份被压到粘结层或界面中去。不管怎样，复盖层和辊筒之间的温差，以及造纸机这对加压组件中的轧辊工作时所处的潮条件，使粘结层或界面上产生水汽，而粘结层便很快变质失效了，这样轧辊上的复盖层变得松弛，使之不能在造纸机上进一步使用了。
所以，如果使造纸机金属轧辊上这种聚氨酯和金属间的粘结层能长久使用而不变质，这便是一项重大技术革新。
根据本发明，在聚氨酯复盖式造纸机轧辊中，在复盖层和金属之间增设一层通气的界面，这种界面的有效使用寿命大大超过迄今所知的聚氨酯复盖式轧辊的使用寿命。
本发明的轧辊是在一般金属的造纸机轧辊上涂上一层聚氨酯粘结材料所制成的基底薄层而制成的，在这种轧辊的金属园柱面上经过喷砂和去脂处理。这所涂的基底薄层厚度足以形成一个良好的粘结层。其厚度从1/16吋或略小到1/2吋或略大，均为可取之值。涂层的制作可采用任何已知的方法，如喷涂、浸渍、涂刷或滾筒压制等工艺。所用的粘结剂可从Conap，Inc，Olean，NY;Hughson Chemical Div of Lord Corp，Erie，PA;DaytonChemicol Div of the whittaker Corp，West Alexandria等厂家所生产的众多的浇铸聚氨酯用粘结剂中选用，也可包括Conap AD 1147，Chemlok 205;Chemlok 218;Thixon 406;Thixon 405等牌号的粘结剂或这些粘结剂的改进牌号。
然后将一种聚氨酯的聚合物浇铸在基底的四周，其厚度足够提供所需的轧辊复盖层。对造纸机的轧辊复盖层说来，要求的厚度约为3/8到1吋，因为复盖层还要研磨到所需的光洁度，最初浇铸的厚度是大于最后磨好的轧辊所需的厚度。有许多市场上可以购得的聚氨酯浇铸配方料可以采用，能达到所要求的硬度。造纸机轧辊复盖层的硬度为，从0到250P及J，或从40-50A级到20-80D级。
所要求的聚氨酯配方中含有聚醚基的聚氨酯，因为它们具有抗水解的性能并有所要求的硬度特性。浇铸用的树脂一般选自聚亚丁基乙二醇醚/TDI(甲苯二异氰酸)预聚物一族，如E.I.dupont Adiprenes提供的那样，也可以选自Uniroyal B-600系列中的浇铸树脂。这些树脂都可用许多种胺基或多羟基的固化剂中的任一种进行固化，二氯苯胺是一种。
根据本发明，将金属轧辊和复盖层之间的粘结层或界面通气到外界，便可消除粘结变质问题。在金属滾筒上设置由直径1/8吋、相距3/8吋的许多钻孔所组成的网格结构，这就是一种方案。另一种方案，滾筒上的基底粘结涂层上刮成或刻成一种状结构，其通道或沟槽通向滾筒的两侧。这种涂层也能以格的形式印在滾筒上，设计的格的沟槽导向滾筒的两端。还有一种方案是将能吸水的塞线，以网格形式绕在滾筒的粘结涂层的筒壁上，其开启面积的宽度或直径是1/4到1/2吋，塞线的端部也露在滾筒两端的大气中。还有一种更进一步的方案，干脆将滾筒的周缘柱面上刻槽，槽中充以易熔材料，在复盖层加上以后再将这种易熔材料从槽中融化排掉。
这些通道和空隙处都是按这样形式设计使它们和滾筒的纵轴方向有所偏斜，这样它们通过加压夹钳处时相夹一个角度，这样便可减少复盖层中因沟槽引起的不连续性对造纸机夹钳稳定性的影响，并且也可减少这对加压组件的振动。例如滾筒上的钻孔沿滾筒的长度按对角线方向分布，基底上所刻的沟槽走向分为两类，一部份在滾筒周围是呈椭园园周形，而在滾筒纵向的又是对角线斜线方向，吸水的塞线在滾筒的长度上也是按对角线斜向伸展，并以螺旋线的形式绕在滾筒外周。滾筒上的直接刻槽也可以是螺旋线的周缘槽和纵向的斜向槽相交的形式。
这样，本发明的一个目的便是尽可能减少聚氨酯复盖式造纸机轧辊的粘结层失效情况。
本发明的另一个目的是将轧辊和轧辊复盖层之间的界面与外界沟通，以排出界面中的潮气。
本发明的进一步目的是提供一种聚氨酯复盖式造纸机轧辊，在它的滾筒和复盖层间的界面能排气到大气中。
本发明还有一个目的是提供减少聚氨酯复盖式造纸机轧辊中粘结层失效的一种方法。
本发明还附有一些示图，表示本发明的最佳模式并有详细说明，凡是通晓这种技术的人很容易看到本发明还具有其他一些目的。
这些示图如下
图1是一种采用本发明聚氨酯复盖式轧辊的造纸机轧辊装置的剖面示意图。
图2是图1中装置沿Ⅱ-Ⅱ方向的放大局剖视图。
图3是本发明的通气轧辊进行喷涂正向示意图，这种轧辊的复盖层有一层粘结层作为基底。
图4是说明图3中的有粘结基底的通气轧辊在浇铸聚氨酯复盖层的纵向剖视图。
图5是在涂复着开有沟槽的粘结基底的轧辊的侧向示意图，该图的复盖层部分剥开以表示这种基底。
图6是图5沿Ⅵ-Ⅵ方向的横向剖视图。
图7是绕有吸水塞线的轧辊的正向示意图，这种塞线使滾筒与复盖层之间的粘结层能与大气沟通。
图8是图7沿Ⅷ-Ⅷ方向的横向剖视图。
图9是图7沿Ⅸ-Ⅸ方向的横向剖视图。
图10是表示根据本发明在筒体上开有沟槽的轧辊的局部轴侧示意图。
图1是一种轧辊装置10的示意说明图。它包括本发明的聚氨酯复盖式轧辊11作为底辊，和顶辊12一起组成了高压夹钳13。造纸机的毛布带14将压在它下面的纸卷15通过夹钳13传送过去。
本发明的滾筒11是一个空心园柱筒16，它和大气相通，这点可以从图中的16a可以看出。它的园柱表面，通过粘结基底18，包有聚氨酯复盖层17。滾筒的园柱表面在喷涂基底18前最好先进行喷砂和脱脂处理。复盖层17在通过高压夹钳13时将压紧纸卷，在夹钳的高压区内，其刚度和硬度均足够承受压力，不致压碎或松脱。这复盖层也是不透水的，它把水份从纸卷中压到毛布14中去。
园柱筒16钻有许多个径向小孔19，使粘结层18与大气相通。如图3中所示，这些小孔19在滾筒16的长度方向上，是以对角线走向排列分布，这样它们是以一定角度通过夹钳区13的，这样使沿滾筒长度方向的复盖层在通过该区时不会产生接连不断的不连贯现象，保持夹钳区承载的稳定性，并使这对受压组件的振动为最小。在图3中还可看出，粘结基底18是从一个喷枪20喷涂到园筒上以达到所要求的厚度的。
如图4所示，涂有基底18的园筒16是浸在模具21中，而聚氨酯复盖层17就在这模具中浇铸在粘结基底的外周。浇铸的复盖层及其粘结剂可以在模具中固化。
这样便可明显地看出，轧辊11在金属园筒16和复盖层17之间有一层界面，通过无数个小孔与大气相通，然而这些小孔所提供的空隙，是被粘结层和聚氨酯复盖层所密封，不和高压夹钳13相通的。因为开启的空隙和孔穴的分布方向和夹钳方向相隔一个角度，在前进通过夹钳时是逐个相继的，沿夹钳的长度方向不会出现一条连续的空穴串列，这对保持工作的稳定性是有利的。
如图5及图6所示，本发明的聚氨酯复盖式轧辊还有一种方案。图中与轧辊10各部件相的各部件都标以相同的标号。
在轧辊10a中，涂复的基底22在四周绕刻着斜向的椭园形周槽23，与纵向的对角线走向的斜向槽24相交，这样便构成与园筒端部16相通的格栅模式。这些沟槽可以在基底复盖面22天固化前梳刮而成，也可以在凝结的基底上切刻，或者在滾筒园柱面16上直接印涂这种格栅结构。如图4所示，再将聚氨酯复盖层17浇铸在基底周围。在浇铸过程中如果这些沟槽会阻塞，则可将这些沟槽最初填以低熔或可溶的填料，在浇铸后再予去除。
这样粘结层22便通过周槽23和与之相交的通向园筒两端的纵向槽24，与大气相通。
本发明还提出一种改型通气轧辊10b，如图7到图9所示，同样，与上述两种轧辊相应的各部件都标以相同的标号。
在轧辊10b中，基底18是通过吸水的软塞线通向大气的，这些塞线或沿园筒16纵向伸展，或绕园筒16周围绕转，都埋在塞底18里面。这些塞线即可用烛心的吸水芯线做成，这些棉制纤维将潮气吸出并引向滾筒两端部。如图所示，有些塞线25a在滾筒16的长度方向是沿斜向对角线伸展的，另有一些塞线25b是以螺旋线形式绕在园柱16上，并和纵向线25a相交。在这种形式下，基底或粘结层18是在封闭的区域内和塞线25相接触，而这些塞线便将潮气吸出并引向滾筒两端，如图8的26处所示，纵向塞线25a在该两端面处是露在大气中的。
图10中显示的是另一种改型轧辊10c，这种轧辊的园筒16本身刻有纵向及周缘槽27，深度为1/8到1/4吋，相隔约1/4到1/2吋。纵向槽27a也是沿园筒16的长度方向，按对角线斜向伸展与园筒端面相通。与之相交的沟槽27b是以螺旋线形式绕在园筒外周。这些沟槽最初都充以易熔材料如图中28所示。诸如Wood′s及“Rose”金属这些材料可以采用。在滾筒周围涂上粘结层，再将聚氨酯铸在粘结层上。当这个装置固化后，将它加热把填料18化掉。这样制成的轧辊10c便具有通过沟槽与大气相通的粘结层或界面了。
对于通晓这种技术的人说来，可以很清楚地认识到，由于把金属滚筒和其塑性复盖层之间的粘结界面和大气相通，本发明将延长聚氨酯复盖式造纸机轧辊的使用寿命。
权利要求
1、一种造纸机轧辊，它包含
一个金属园筒，
上述园筒的聚氨酯粘结涂层，
通过上述粘结剂绕上述园筒并与之整体结合在一起的聚氨酯复盖层，以及将复盖层与园筒之间的界面通向大气的排气通道。
2、一种造纸机轧辊，它包含一个金属筒，围绕上述园筒的聚氨酯复盖层，将上述复盖层粘上上述园筒的一种粘结剂，以及将这种粘结剂向园筒端部排气的方法。
3、一种造纸机轧辊，它包含
一个金属园筒，
围绕上述园筒的聚氨酯复盖层，
将复盖层和园筒连在一起的粘结层，以及将粘结层沿园筒长度通向园筒两端的方法，在紧密的间距内将潮气有效地从复盖层和园筒之间的界面中排出。
4、权限1中的轧辊，其中上述的排气通道是穿通筒壁相距很近的一系列钻孔。
5、权限1中的轧辊，其中排气通道是在复盖层和园筒之间的纵向的和绕在园筒周缘的沟槽。
6、权限1中的轧辊，其中排气通道是露出园筒两端的吸水的塞线。
7、权限1中的轧辊，其中排气通道包括相交的螺旋线和纵向两部分。
8、权限1中的轧辊，其中排气通道是和园筒筒轴相对倾斜地纵向伸展的。
9、权限2中的轧辊，其中复盖层是浇铸在粘结剂外周的。
10、权限2中的轧辊，其中粘结剂的排气方法，沿园筒长度按28角线方向伸展，并通到园筒的一端。
11、权限4中的轧辊，其中小孔在园筒长度方向上的排列，是和园筒轴不平行的。
专利摘要
本发明用把聚氨酯和金属筒壁之间的界面向大气排气的方法，消除了聚氨酯覆盖式造纸机轧辊的覆盖层和金属之间的粘结层变质问题。可以用在筒壁四周钻小孔的方法，用在筒壁上涂复刻有通向大气沟槽的粘结基底的方法，用在滚筒和覆盖层之间设有多孔吸水塞线的方法，或用在筒壁四周直接刻槽提供通向大气的通道的方法，均可使这种界面向大气排气。
文档编号D21F3/08GK85103231SQ85103231
公开日1986年10月22日 申请日期1985年4月23日
发明者艾伯特·比克 申请人:美商贝洛特公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan