專(zhuān)利名稱(chēng)：輥涂層輥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及棍涂層,特別是適合在紙幅材(paper web)、紙板幅材(board web)、棉紙幅材(tissue web)、衆(zhòng)料幅材(pulp web)或其它纖維幅材(fiber web)的制造工藝中使用的輥的涂層，并涉及這種涂層的制造方法。本發(fā)明還涉及纖維幅材機(jī)的輥，其中該輥的輥體上包含聚合物材料涂層。
背景技術(shù)：
在紙、紙板、漿料的制造中常用的輥涂層要求具有多種技術(shù)特征，例如高載荷下良好的動(dòng)態(tài)耐久性、耐磨性以及工序或纖維幅材所要求具有的性能，例如合適的硬度。這些涂層一般由諸如聚氨酯彈性體的聚合物制成。聚氨酯彈性體一般由聚氨酯預(yù)聚物和鏈增長(zhǎng)劑或硬化劑制成，所述鏈增長(zhǎng)劑或硬化劑通過(guò)將長(zhǎng)的預(yù)聚物鏈連接在一起而使預(yù)聚物鏈變得更長(zhǎng)，從而使產(chǎn)物變粘稠，也就是說(shuō)使其硬化?；诜枷阕瀹惽杷狨?特別是基于PPDI (對(duì)苯二異氰酸酯))的聚氨酯被認(rèn)為是目前的聚氨酯輥涂層的最好原材料基礎(chǔ)。它們提供優(yōu)異的耐熱性和耐濕性且生熱性低，這些與涂層的負(fù)荷耐久性(load endurance)和冷卻需要有關(guān)。類(lèi)似于其它聚氨酯涂層，PPDI涂層通常不需要冷卻，結(jié)果是顯著節(jié)省能源。然而，最硬的PPDI涂層(硬度小于12P&J(Pusey&Jones)或相應(yīng)為大于96Shore A)的缺點(diǎn)在于其在制造過(guò)程中當(dāng)材料開(kāi)始硬化和圍繞輥收縮的那一刻剛制備出來(lái)時(shí)的強(qiáng)度低。脆性階段(brittle stage) 一般持續(xù)約15至60分鐘，其后化學(xué)硬化反應(yīng)充分地進(jìn)行，且材料很強(qiáng)硬。然而，已發(fā)現(xiàn)，硬PPDI涂層在脆性階段期間的收縮導(dǎo)致涂層圍繞輥鑄造時(shí)涂層的斷裂。芬蘭實(shí)用新型第FI 8255號(hào)描述了一種輥涂層，其包含至少一種聚氨酯彈性體，至少一種填料和纖維，以及任選的簾布(cord fabric)。該公布披露這種涂層具有良好的壓縮性和耐磨性、撕裂強(qiáng)度、硬度和沖擊強(qiáng)度。根據(jù)該公布，聚氨酯優(yōu)選包含的構(gòu)成部分包括脂肪族和/或脂環(huán)族異氰酸酯基團(tuán)，理由是這些構(gòu)成部分允許延長(zhǎng)聚氨酯前置化合物的混合與混合物的硬化之間的時(shí)間。輥涂層能夠如下制造通過(guò)將簾布浸潰在聚氨酯反應(yīng)組分混合物中或通過(guò)使用噴嘴將混合物施加至支撐織物上，其后將支撐織物纏繞在輥周?chē)?。WO公布2007/128596A1和2009/033874A1描述了一種包含PPDI類(lèi)聚氨酯的輥涂層。根據(jù)該公布，通過(guò)向聚氨酯添加硬化劑，聚氨酯剛制備出來(lái)時(shí)的強(qiáng)度被提高，且其應(yīng)力斷裂被降低，該硬化劑含有60-99被％的1，4_ 丁二醇，至多為40被％的二胺，以及至多為lwt%的催化劑。聚氨酯的硬度為約80Shore A_75Shore D。在這些公布中，棍涂層通過(guò)片鑄(strip casting)技術(shù)制造。現(xiàn)有技術(shù)中，輥涂層的問(wèn)題在于其易于生熱，這歸因于由輥隙(roll nip)導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)變形。在大多數(shù)情況中，輥涂層每秒經(jīng)受數(shù)次高負(fù)荷，如果涂層沒(méi)有從輥內(nèi)部進(jìn)行冷卻，貝1J熱的產(chǎn)生導(dǎo)致涂層的熔融或熱破壞(thermal destruction)。需要在棍上設(shè)置合適的裝置來(lái)冷卻并合適地監(jiān)測(cè)該裝置，這樣會(huì)引起額外的工作。另一缺點(diǎn)是冷卻會(huì)增加纖維幅材的能量消耗。
由PPDI類(lèi)聚氨酯制造的輥涂層具有非常低的生熱性和良好的機(jī)械性能，這是毋庸置疑的。紙、紙板和漿料制造中使用的壓榨輥和抽吸輥的涂層對(duì)于硬度小于12P&J，且能夠以簡(jiǎn)單、高效和經(jīng)濟(jì)的方式制造的PPDI類(lèi)聚氨酯輥涂層有明顯的需求。發(fā)明概述現(xiàn)意外地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向聚氨酯加入纖維性填料，可以避免與硬聚氨酯涂層的制造相關(guān)的缺陷，從而能夠降低涂層的收縮應(yīng)力并提高其剛制備出來(lái)時(shí)的強(qiáng)度，這在將聚氨酯鑄造在輥表面以獲得涂層時(shí)可防止涂層在脆性階段期間斷裂。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及輥涂層，其包含纖維和由芳香族異氰酸酯制成的聚 氨酯。本發(fā)明基于令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，在硬聚氨酯輥涂層的制造工序中存在纖維可提高制造過(guò)程中剛制備出來(lái)的涂層的強(qiáng)度，從而防止涂層在脆性階段中斷裂。不希望受限于理論，但可以假定纖維消除了涂層中的內(nèi)部應(yīng)力，因此涂層不會(huì)斷裂。由于纖維，液體聚氨酯組分混合物在旋轉(zhuǎn)輥殼上保持液體狀態(tài)，直至聚氨酯開(kāi)始硬化。歸因于纖維，還提高了輥涂層的撕裂強(qiáng)度。本發(fā)明的輥涂層的優(yōu)點(diǎn)在于其硬度好，且其在涂層制造中的脆性階段期間不斷裂。涂層還具有提高的撕裂強(qiáng)度，且視纖維而定，其導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率和載荷容量也可以被提高。能夠通過(guò)目前制造復(fù)合輥的方法以簡(jiǎn)單的方式制造涂層，而不使用模鑄裝置。本發(fā)明的另一方面涉及纖維幅材機(jī)的輥，其中所述輥包括輥體和其上由聚合物材料制成的涂層。根據(jù)本發(fā)明，該涂層包含聚氨酯和纖維，且其硬度小于20P&J。本發(fā)明的又一方面涉及制造輥涂層的方法，其中所述方法包括以下工序-將聚氨酯預(yù)聚物和硬化劑，以及任選的纖維和/或填料混合在一起以獲得聚氨酯混合物，-向旋轉(zhuǎn)輥的表面上引入纖維，-用聚氨酯混合物潤(rùn)濕纖維以獲得涂層，-如果需要，在80-140°C的溫度下對(duì)所述涂層進(jìn)行熱處理。本發(fā)明又一方面涉及制造輥涂層的另一方法，其中所述方法包括以下工序-將聚氨酯預(yù)聚物、硬化劑和纖維，以及任選的填料混合在一起以獲得聚氨酯混合物，-將所述聚氨酯混合物通過(guò)片鑄在旋轉(zhuǎn)輥的表面上進(jìn)行鑄造以獲得涂層，-如果需要，在80-140°C的溫度下對(duì)所述涂層進(jìn)行熱處理。附圖
簡(jiǎn)述圖I示出一裝置的示意圖，其中本發(fā)明的輥10與另一輥20彼此抵靠放置，且纖維幅材W經(jīng)過(guò)位于輥之間的輥隙(nip)。圖2示出本發(fā)明用于制造輥涂層的方法的實(shí)施方式。發(fā)明詳述本發(fā)明的一個(gè)方面涉及輥涂層，其包含纖維和由芳香族異氰酸酯制成的聚氨酯。輥涂層中經(jīng)常使用的任何纖維都可用于本發(fā)明的輥涂層中。纖維可以是有機(jī)纖維或無(wú)機(jī)纖維、天然纖維或合成纖維。纖維可以是聚合物纖維，如聚酯、聚酰胺或芳綸、粘膠、棉花、大麻、碳、玻璃、聚丙烯腈、氮化硼、諸如鋼的金屬，或其混合物。在本發(fā)明的輥涂層中，纖維的量一般為l_40wt%。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，纖維的量為5-25wt%。
無(wú)機(jī)纖維可以例如是金屬纖維，如鋼纖維、硼纖維等，或是玻璃纖維。有機(jī)纖維可以例如是碳纖維、芳綸纖維、聚酰胺纖維或天然纖維，如亞麻或大麻。纖維可以以不連續(xù)、紡織物或無(wú)紡織物和/或粗紗纖維的形式存在于輥涂層中。無(wú)紡纖維一般是無(wú)紡織物、無(wú)紡氈或無(wú)紡墊的形式。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)織物、氈和墊是指使用無(wú)紡技術(shù)由纖維制成的任何均勻的板狀或帶狀材料。涂層中可存在一層或多層織物。纖維可以以多種形式存在于輥涂層中，例如不連續(xù)纖維和載體織物，其中不連續(xù)纖維可以例如加入到聚氨酯預(yù)聚物中，載體織物可纏繞在輥周?chē)?。不連續(xù)纖維還可以與樹(shù)脂混合物同時(shí)引入到涂層中，與樹(shù)脂混合物的進(jìn)料分開(kāi)。本發(fā)明的涂層可以包含多于一種的纖維。舉例來(lái)說(shuō)，連續(xù)纖維或載體纖維或載體織物可以是相同或不同的纖維材料。載體纖維可以例如是玻璃纖維，且不連續(xù)纖維可以是碳纖維、芳綸纖維、硼纖維或其中兩種或更多種的混合物。另選地，載體纖維可以是碳纖維或鋼纖維，且不連續(xù)纖維可以是碳纖維、鋼纖維、芳綸纖維、硼纖維等。特別優(yōu)選具有良好導(dǎo)熱性的纖維，其通過(guò)消除輥涂層產(chǎn)生的內(nèi)熱而提高涂層的負(fù)荷力，從而防止極端負(fù)載下局部熱點(diǎn)的產(chǎn)生。 在輥涂層的制造中，將硬化劑與聚氨酯預(yù)聚物混合以制造聚氨酯?？墒褂糜不瘎┑倪x擇來(lái)影響聚氨酯的硬化時(shí)間，從而影響脆性階段的時(shí)間長(zhǎng)短。歸因于纖維，輥涂層內(nèi)的內(nèi)縮應(yīng)力延長(zhǎng)至脆性階段以外，從而防止涂層斷裂。歸因于纖維，輥涂層的強(qiáng)度也得到提高。在本發(fā)明中，脆性階段是指這樣的時(shí)段其中聚氨酯在凝膠化(即液體聚氨酯的硬化)后呈玻璃樣或蠟樣狀態(tài)，并暴露于由內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的材料斷裂、冷卻導(dǎo)致的收縮應(yīng)力或少許外部沖擊。脆性階段的時(shí)間長(zhǎng)短取決于所使用的聚氨酯體系。脆性階段一般持續(xù)10_60min。本發(fā)明的輥涂層還可以包含一種或多種填料。填料可以是，但不限于無(wú)機(jī)金屬、陶瓷或礦物填料，例如二氧化硅、碳化硅、氧化鋁、硼化物、二氧化鈦、二氧化鋯、硅酸鹽、白堊、碳黑或氮化硼，且填料可以呈不同的顆粒形式，例如粉末、球狀體、珠狀、纖維、板等。填料還可以是有機(jī)填料，例如合成聚合物如UHMWPE(超高分子量聚乙烯)、合成纖維如脂肪族或芳香族聚聚酰胺、或碳納米管，且填料可以呈不連續(xù)纖維、纖維碎片或粉末的形式。輥涂層中填料的量一般可以是O. 01-50wt%。填料的尺寸可以在納米尺寸至200 μ m之間變化。本發(fā)明的輥涂層中使用的聚氨酯以本身已知的方式制造。聚氨酯可以是可澆注聚氨酯或擠出的聚氨酯。可以使用本領(lǐng)域已知的預(yù)聚合技術(shù)來(lái)制造聚氨酯，在這種情況下，預(yù)聚合可以部分地(半預(yù)聚物法)或完全地(完全預(yù)聚物法)進(jìn)行。本發(fā)明還可以采用游離單體含量低的預(yù)聚物，其含有非常少的游離異氰酸酯(< O. 1% )。在本發(fā)明中，預(yù)聚物的制造中使用的含有異氰酸酯基團(tuán)的組分選自芳香族異氰酸酯化合物。已發(fā)現(xiàn)，基于芳香族異氰酸酯的聚氨酯在輥涂層應(yīng)用中具有良好的技術(shù)特征。異氰酸酯可以是但不限于2，4_或2，6_甲苯二異氰酸酯(TDI)、4，4’ -或2，4’ -或2，2’ -亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)、對(duì)苯二異氰酸酯(Proi)、3，3’_二甲基-4，4’-聯(lián)苯二異氰酸酯(TODI) >1,4-苯二異氰酸酯、I，3-或4，6-亞二甲苯基二異氰酸酯(XDI)或四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯(TMXDI)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，異氰酸酯化合物是PPDI。聚氨酯的制造中使用的硬化劑可以是任何常用的多元醇型、二元醇型和/或二胺型化合物，其落入本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)的范圍內(nèi)。與術(shù)語(yǔ)硬化劑一起，術(shù)語(yǔ)鏈增長(zhǎng)劑也是本領(lǐng)域常用的。硬化劑或鏈增長(zhǎng)劑通過(guò)將長(zhǎng)預(yù)聚物鏈連接在一起而使預(yù)聚物鏈變長(zhǎng)。硬化劑可選自但不限于脂肪族和芳香族二元醇和三元醇、脂肪族和芳香族伯和仲二胺和三胺。硬化劑還可以包含多于一種硬化劑。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，硬化劑是1，4_ 丁二醇。考慮到輥涂層的纏繞制造方法，1,4- 丁二醇可獲得長(zhǎng)硬化時(shí)間和使終產(chǎn)物具有良好的性能。聚氨酯預(yù)聚物(含有NC0)和硬化劑(含有XH)以XH/NC0 = O. 85-1的摩爾比混合，其中XH表示含有活性氫的基團(tuán)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，摩爾比是O. 90。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，輥涂層根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) ASTM D531測(cè)量的硬度為小于12P&J(Pusey&Jones)0在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，硬度為約7P&J?？梢哉{(diào)整硬度以適應(yīng)于輥涂層的特別應(yīng)用。輥上涂層的厚度一般為約20mm。 涂層可以通過(guò)研磨加工成具有所需粗糙度，可以對(duì)涂層進(jìn)行鉆孔以形成通孔或盲孔(blind holes),和/或可以將涂層開(kāi)凹槽。本發(fā)明的另一方面是纖維幅材機(jī)的輥10，其中所述輥包含輥體I及其上由聚合物材料制成的涂層2。根據(jù)本發(fā)明，涂層包含聚氨酯和纖維，且其硬度小于20P&J。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，硬度小于12P&J。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，硬度是約7P&J。圖I的示出一裝置的示意圖，其置中纖維幅材W經(jīng)過(guò)位于兩輥10、20之間的輥隙N。輥10包含輥體I及其上由聚合物材料制成的涂層2。輥體一般由金屬例如鑄鐵或鋼制成。本發(fā)明的涂層2包含聚氨酯和纖維。輥可以是涂布裝置的輥，在這種情況下，使待涂布的幅材W與輥10、20的表面直接接觸。在此情況中，涂層2是平滑的。輥還可以是抽吸輥，在這種情況下，輥內(nèi)部呈負(fù)壓，且輥殼I是穿孔的，從而對(duì)經(jīng)過(guò)由一種或多種織物(未圖示)支持的輥隙的幅材W起抽吸作用。自然地，在此情況中，涂層也可以像輥殼那樣被穿孔。輥也可是壓榨輥，其用于從幅材去除水并提高其干固體含量。在此情況中，幅材W同樣地被引入至一面或兩面由織物支持的輥隙N。涂層優(yōu)選設(shè)置有凹進(jìn)處例如盲孔和/或凹槽，從而提高輥隙的排水能力。凹槽沿涂層圓周方向延伸，其寬度為O. 3-15mm,深度為O. 5-50mm,且凹槽間距離一般為l_200mm。涂層盡可能高的硬度是其理想的特征，使得在輥隙中的高負(fù)載下凹槽能夠保持其形狀而不被壓垮，從而使能夠在輥旋轉(zhuǎn)的同時(shí)接收和帶走從幅材擠出來(lái)的水體積。能夠使用聚氨酯涂層制造中常用的模鑄法或片鑄技術(shù)(strip castingtechnique)制造本發(fā)明的輥涂層。在模鑄法中，聚氨酯的原材料組分(即聚氨酯預(yù)聚物和二元醇硬化劑或胺硬化劑)以及任選的輔助成分在鑄造端(casting end)進(jìn)行混合，并引入至裝配在輥體周?chē)哪＞?。通過(guò)在將輥體放置在鑄造裝置中前將纖維引入至輥體上，或者在不連續(xù)纖維的情況下將其與樹(shù)脂混合物一起引入至輥體上，從而將纖維加入到涂層中。選擇原材料組分，使其混合物維持液體狀足夠長(zhǎng)的時(shí)間，從而使混合物有時(shí)間均勻地分布在模具中。通過(guò)在烘箱中加熱硬化的涂層對(duì)其進(jìn)行后處理。在片鑄中，在混合室中混合原材料，且在此之后立即將混合物通過(guò)嗔嘴在旋轉(zhuǎn)棍體上通過(guò)片鑄進(jìn)行鑄造。噴嘴從輥的一端移至另一端，且涂層可以通過(guò)一次或多次傳送(passes)相應(yīng)地構(gòu)建成一層或多層。如果需要，將涂層在80-140°C的溫度下熱處理。選擇片鑄中的原材料，使原材料混合物的粘度在足夠短的時(shí)間內(nèi)被提高，從而使涂層能夠在旋轉(zhuǎn)輥上鑄造成涂層，并且從而使混合物不會(huì)從輥滴下來(lái)。原材料可以包括作為硬化劑的快速反應(yīng)胺，和催化劑。纖維材料可以在鑄造前或在鑄造期間通過(guò)卷繞(winding)或纏繞(wrapping)引入至棍體上,優(yōu)選與冒口(casting head)的移動(dòng)同步地引入。在不連續(xù)纖維的情況中，纖維可以預(yù)先與一種原材料混合和/或在鑄造工序期間引入到材料中。制造本發(fā)明的輥涂層的一個(gè)經(jīng)濟(jì)和有效的方法是目前用于制造纖維-增強(qiáng)環(huán)氧涂層(或所謂的復(fù)合輥涂層)的方法。復(fù)合輥涂層包含纖維增強(qiáng)物，例如無(wú)紡纖維織物，且它們通常基于慢反應(yīng)性環(huán)氧樹(shù)脂。將樹(shù)脂、硬化劑和必要的輔助成分混合在一起，并將所得混合物引入至噴嘴或潤(rùn)濕槽(wetting basin)。將纖維織物纏繞在旋轉(zhuǎn)輥周?chē)?，并通過(guò)噴嘴潤(rùn)濕在輥的上側(cè)，或者將纖維織物首先在盆中或通過(guò)噴嘴潤(rùn)濕，然后纏繞在旋轉(zhuǎn)輥上。通過(guò)這種方法，本發(fā)明的涂層甚至能夠由非常容易斷裂且反應(yīng)慢的聚氨酯級(jí)制得。圖2示出制造本發(fā)明的輥涂層2的一種方法。將輥體I放置在由軸頸17a、17b支持的軸承座31a、31b上，使得輥體I能夠旋轉(zhuǎn)。當(dāng)輥10旋轉(zhuǎn)時(shí)，使用具有纖維供料裝置34、·導(dǎo)向裝置33和支持在橫梁32上的供料頭37的裝置，將纖維材料F以帶狀形式引入至輥體I上。橫梁支持在托架35上，其能夠在導(dǎo)槽36中沿輥的軸向方向移動(dòng)?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整供料頭37的位置和托架35的速度來(lái)改變纏繞纖維的角度。在纏繞纖維F的同時(shí)，通過(guò)噴嘴裝置11用樹(shù)脂化合物12潤(rùn)濕輥表面上的纖維，其中已向噴嘴裝置11中引入聚氨酯樹(shù)脂的組分，且聚氨酯樹(shù)脂的組分在即將離開(kāi)噴嘴裝置11才被混合在一起。在相同的組合中，可向樹(shù)脂混合物中加入填料，例如與某些聚氨酯組分混合。樹(shù)脂混合物12能夠在重力作用下通過(guò)噴嘴裝置11的一個(gè)或多個(gè)出口間隙、或孔或者通過(guò)單獨(dú)的噴嘴流出，或者在噴嘴裝置11內(nèi)可具有正壓，在這種情況下使樹(shù)脂混合物噴射/噴霧至纖維材料上。噴嘴裝置11可以具有與輥相同的寬度，或者其可以比輥短，在這種情況下噴嘴裝置11能夠沿輥的軸向方向移動(dòng)。裝置11的操作優(yōu)選與供料頭37的移動(dòng)同步。噴嘴裝置可以位于供料頭37附近，并在緊接纖維材料與輥體表面接觸前，或者在纖維材料與輥體表面接觸的同時(shí)，或者在纖維剛與輥體表面接觸后，將纖維材料F潤(rùn)濕。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是制造輥涂層的方法，其中所述方法包括以下工序-將聚氨酯預(yù)聚物和硬化劑，以及任選的纖維和/或填料混合在一起，以獲得聚氨酯混合物，-向旋轉(zhuǎn)輥的表面上引入纖維，-用聚氨酯混合物潤(rùn)濕纖維，以獲得涂層，-如果需要，在80_140°C的溫度下對(duì)所述涂層進(jìn)行熱處理。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，纖維通過(guò)纏繞以無(wú)紡織物形式，優(yōu)選作為窄帶(nairowband)引入至輥上。纖維織物可以以干纖維織物形式引入至輥上，且其能夠在纏繞至輥上的同時(shí)通過(guò)噴嘴用聚氨酯潤(rùn)濕。纖維織物還可以在纏繞至輥上之前通過(guò)噴嘴或在槽中單獨(dú)地進(jìn)行潤(rùn)濕。本發(fā)明的又一個(gè)方面是制造輥涂層的方法，其中所述方法包括以下工序-將聚氨酯預(yù)聚物、硬化劑和纖維，以及任選的填料混合在一起，以獲得聚氨酯混合物，-將所述聚氨酯混合物通過(guò)片鑄在旋轉(zhuǎn)輥的表面上進(jìn)行鑄造，以獲得涂層，
-如果需要，在80_140°C的溫度下對(duì)所述涂層進(jìn)行熱處理。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，將纖維與預(yù)聚物或硬化劑混合。纖維還可以在鑄造工序中引入至涂層中。以下實(shí)施例例示本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明。實(shí)施例I通過(guò)將由不銹鋼形成的無(wú)紡纖維墊纏繞在金屬圓柱體(長(zhǎng)20cm，且直徑為20cm)上，同時(shí)通過(guò)用慢反應(yīng)的PPDI聚氨酯將其潤(rùn)濕而制造具有聚氨酯涂層的輥。涂層厚度為19_。聚氨酯由 PPDI 預(yù)聚物(Adiprene LFP590D,制造商為 Chemtura Corp.)和 1,4-丁二醇以XH/NC0 = O. 90的摩爾比制得?；旌衔锏墓袒瘯r(shí)間為約4分鐘。纏繞后，用紅外加熱器將輥加熱，并且最后在130°C下硬化24小時(shí)。涂層在纏繞后或在最后硬化期間沒(méi)有斷裂。如上所述制造對(duì)照涂層，但其不含纖維，利用相同的PPDI聚氨酯通過(guò)模鑄法圍繞直徑為20cm的金屬圓柱體進(jìn)行鑄造，厚度為20mm。涂層在烘箱中進(jìn)行最后的硬化工序中的脆性階段期間發(fā)生斷裂。實(shí)施例顯示纖維提高了 PPDI聚氨酯剛制備出來(lái)時(shí)的強(qiáng)度，因此其在涂層制造中的脆性階段期間不會(huì)斷裂，且纖維還允許以簡(jiǎn)易的方式利用纏繞技術(shù)制造輥涂層。實(shí)施例2測(cè)定具有不同的纖維和不含纖維的7P&J PPDI聚氨酯的性能。所得結(jié)果在表I中示出。表I
權(quán)利要求
1.輥涂層，其包含纖維和由芳香族異氰酸酯制成的聚氨酷。
2.如權(quán)利要求I所述的輥涂層，其中所述芳香族異氰酸酯是對(duì)苯ニ異氰酸酯(Proi)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的輥涂層，其中所述輥涂層的硬度小于12P&J，優(yōu)選為約7P&J。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的輥涂層，其中所述聚氨酯的硬化劑為1，4_丁ニ醇。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的輥涂層，其中所述纖維是不連續(xù)纖維和/或無(wú)紡纖維織物的形式。
6.如權(quán)利要求5所述的輥涂層，其中所述纖維是芳綸、碳、玻璃或金屬纖維或其混合物，優(yōu)選芳綸或碳纖維。
7.纖維幅材機(jī)的輥，其中所述輥包含輥體(I)及所述輥體上的由聚合物材料制成的涂層(2)，其特征在于所述涂層包含聚氨酯和纖維，且其硬度小于20P&J，尤其是小于12P&J，更尤其是約7P&J。
8.如權(quán)利要求7所述的輥，其中所述輥是壓榨輥或抽吸輥。
9.如權(quán)利要求7或8所述的輥，其中所述輥涂層具有凹槽。
10.如權(quán)利要求9所述的輥，其中所述凹槽的寬度是0.5-15mm,深度為0. 5_50mm。
11.如權(quán)利要求7所述的輥，其中所述輥是涂布裝置的輥。
12.制造權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的輥涂層的方法，其包括以下エ序 -將聚氨酯預(yù)聚物和硬化劑，以及任選的纖維和/或填料混合在一起，以獲得聚氨酯混合物， -向旋轉(zhuǎn)棍的表面上引入纖維， -用所述聚氨酯混合物潤(rùn)濕所述纖維以獲得涂層， -如果需要，在80-140°C的溫度下對(duì)所述涂層進(jìn)行熱處理。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述聚氨酯預(yù)聚物和所述硬化劑以XH/NCO=0.85-1的摩爾比，尤其是0. 90的摩爾比混合，其中XH是含有活性氫的基團(tuán)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述纖維以無(wú)紡纖維織物的形式引入至輥上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述纖維織物成帶狀纏繞在輥上，且在纏繞期間在所述纖維織物上施加所述聚氨酯混合物。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中在將所述纖維織物纏繞在旋轉(zhuǎn)輥上之前，將所述纖維織物浸泡在所述聚氨酷混合物中。
17.制造權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的輥涂層的方法，其包括以下エ序 -將聚氨酯預(yù)聚物、硬化劑和纖維，以及任選的填料混合在一起，以獲得聚氨酯混合物， -將所述聚氨酯混合物通過(guò)片鑄在旋轉(zhuǎn)輥的表面上進(jìn)行鑄造，以獲得涂層， -如果需要，在80-140°C的溫度下對(duì)所述涂層進(jìn)行熱處理。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述纖維是不連續(xù)纖維。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述纖維與預(yù)聚物和硬化劑混合。
20.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其中將所述纖維在鑄造エ序中引入至所述涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及輥涂層及其制造方法，所述輥涂層包括纖維和由芳香族異氰酸酯制成的聚氨酯。該輥涂層在其制造過(guò)程中剛制備出來(lái)時(shí)具有改善的強(qiáng)度，因此涂層能夠以簡(jiǎn)易、高效和廉價(jià)的方式制造。本發(fā)明還涉及纖維幅材機(jī)的輥，其中該輥的輥體上包含聚合物材料的涂層。
文檔編號(hào)D21G1/02GK102757720SQ2012101241
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者亞尼·圖魯寧 申請(qǐng)人:美卓造紙機(jī)械公司