SE453062B - Med polyuretangummi belagd vals - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 453 062 2 ovannämnda nackdelar hos de kända valsarna och uppnår förbättrad livslängd.

Valsen enligt uppfinningen innefattar en metallisk valskärna med grov yta, ett skikt av elastomermaterial och ett med värmehärdande harts impregne- rat fibröst förstärkningsskikt, som är placerat mellan valskärnan och det elastomera materialskiktet och som innefattar minst ett skikt av fibertyg (ovävt tyg) impregnerat med en blandning av ett värmehärdande harts och ett fint oorganiskt pulver och integrerat förenat med det underliggande elastomer- rnaterialskiktet.

Det fibrösa förstärkningsskiktet omfattar företrädesvis ett inre första förstärkningsskikt, som står i kontakt med ytterytan på valskärnan och är integrerat förenat med denna, och ett yttre andra förstärkningsskikt, som har en ytteryta integrerat förbunden med skiktet av elastomert material. Det första förstärkningsskiktet innefattar minst ett skikt sammansatt av en duk av oorganiska fibrer impregnerad med ett värmehärdande harts eller en blandning därav med ett oorganiskt pulver, medan det andra förstärkningsskiktet är bildat av ett fibertyg likformigt impregnerat med en blandning av ett värmehärdande harts och ett fint oorganiskt pulver.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen innefattar det första förstärk- ningsskiktet företrädesvis ett inre skikt bildat av en duk av oorganiska fibrer, som berör ytterytan på valskärnan och är integrerat förbunden därmed, och ett ytterskikt bildat av rovingar av oorganiska fibrer tätt lindade kring innerskiktet.

De inre och yttre skikten är impregnerade med ett värmehärdande harts eller en blandning därav med ett fint oorganiskt pulver.

Det elastomera materialskiktet är format kring förstärkningsskiktet.

Det fina oorganiska pulvret i förstärkningsskiktet, t.ex. glaspärlor, har en betydande inverkan på förbättringarna i egenskaperna hos den elastomer- materialbelagda valsen enligt uppfinningen, speciellt dess tryck- och brotthâll- fasthet, vilket leder till en anmärkningsvärd förbättring av dess livslängd, såsom kommer att beskrivas i detalj i det följande. Fibertyget i förstärkningsskiktet spelar en betydande roll vad gäller att hålla det oorganiska pulvret likformigt fördelat genom hela skiktet.

Förstärkningsskiktet i den elastomermaterialbelagda valsen enligt upp- finningen håller en mycket hög hârdhetsgrad och omfattar inte någon fiber som sträcker sig i någon speciell riktning. Det utvecklar knappast någon skadlig spricka ens om valsen roteras med hög hastighet under kraftig belastning. Även om vissa fina sprickor skulle utvecklas växer de inte i nämnvärd utsträckning eller sprider sig över en stor yta. Följaktligen kan valsen enligt uppfinningen bibehålla en fast förbindelse mellan förstärkningsskiktet och det elastomera materialskiktet under läng tid, och den säkerställer anmärkningsvärt förbättrad 10 15 20 25 30 35 453 062 3 livslängd jämfört med varje inom tekniken känd vals.

Uppfinningen är speciellt värdefull när den tillämpas på en mellanstor eller stor vals, som har en valskärna med en diameter på minst 25 cm och en längd pà minst 2 m. Med andra ord erbjuder uppfinningen synnerligen effektivt en mellanstor eller stor vals för användning vid hög rotationshastighet och under kraftig belastning, och mera speciellt en vals för användning vid pappers- tillverkning.

Vid ett förfarande, som underlättar framställning av de ovan beskrivna elastomermaterialbelagda valsarna, lindas ett fibertyg i form av en tejp, som är impregnerad med ett värmehärdande harts, tätt och under spänning kring hela ytterytan på en valskärna, medan valskärnan roteras kring sin egen axel. Sedan det värmehärdande hartset härdat för att bilda ett förstärkningsskikt lindas ett skikt av elastomermaterial kring förstärkningsskiktet på sedvanligt sätt.

Om förstärkningsskiktet innefattar ett första förstärkningsskikt format av en duk av oorganiska fibrer impregnerade med värmehärdande harts och rovingar av oorganiska fibrer impregnerade med ett värmehärdande harts, så lindas duken under spänning kring valskärnan och rovingar lindas tätt omkring medan valskärnan roteras, innan fibertyget, som bildar ett andra duken, förstärkningsskikt, lindas. Sedan lindas fibertyget kring rovingarna innan det värmehärdande hartset i det första skiktet har härdat.

Ovannämnda och andra syften och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av den detaljerade beskrivningen av föredragna utföringsformer i samband med de bifogade ritningarna.

Figur l är en delperspektivvy av den elastomermaterialbelagda valsen enligt uppfinningen, Figur 2 är en fragmentarisk sektionsvy i större skala av valsen enligt Figur l, Figur 3 är en vy som illustrerar den process, vid vilken ett förstärk- ningsskikt bildas kring en valskärna för framställning av valsen enligt Figur i, Figur li är en vy som illustrerar den process, vid vilken en duk av oorganiska fibrer i form av en tejp lindas kring en valskärna för framställning av den i Figur l visade valsen, och Figur 5 är en längdsektionsvy framifrån, som visar den process, vid vilken ett skikt av polyuretangummi gjuts under tillverkningen av en poly- uretangummibelagd vals enligt uppfinningen.

Med hänvisning först till figurerna l och 2 i ritningarna innefattar den POÜÉFH* QUALITY 10 15 20 25 30 35 453 062 4 med elastomermaterial belagda valsen enligt uppfinningen en valskärna l tillxerkad av någon metall såsom järn, koppar, aluminium eller rostfritt stål, som har en grov eller uppruggad yttre periferiyta. Uppruggningen av ytterytan uppnås företrädesvis medelst en mångfald väsentligen parallella spår bildade kring valskärnans l omkrets. Godtyckliga andra organ kan analogt tillämpas för uppruggning av ytterytan om de säkerställer fast vidhäftnlng av ett förstärk- ningsskikt vid hela ytterperiferiytan hos valskärnan l.

Förstärkningsskiktet 2 är impregnerat med ett värmehärdande harts, och det är format kring ytterytan på valskärnan 1. Förstärkningsskiktet 2 innefattar ett första skikt 2a och ett andra skikt 2b. Det första förstärknings- skiktet 2a är format av en duk av oorganiska fibrer impregnerad med ett värmehärdande harts, t.ex. ett epoxi- eller omättad polyesterharts, eller andra flytande hartser som kan härdas under värme eller vid rumstemperatur, och det har en tjocklek på ca 0,5 till 3,0 mm, företrädesvis ca 1,0 till 2,0 mm. Det första förstärkningssldktet 2a är speciellt anordnat för att förhindra utveckling av någon spricka i förstärkningsskiktet 2 i gränsområdet mellan valskärnan l och förstärkningsskiktet 2. I detta samband bör den duk, som bildar det första skiktet 2a, vara tillverkad av hårda och högelastiska oorganiska fibrer såsom glasfibrer, kolfibrer, metallfibrer och asbestfibrer. Det är inte lämpligt att använda organiska fibrer. Skiktet skall formas av en filt ("cloth"). Användning av roving eller garn är olämplig, eftersom dessa bildar en massa av fibrer, som sträcker sig i en speciell riktning, vilket är benäget att orsaka sprickning av förstärknings- skiktet. Det är dock önskvärt att linda rovingar eller garn kring filtskiktet för att bilda det första förstärkningsskiktet, eftersom det förbättrar tryckhållfastheten hos skiktet och förstärker dess hållbarhet.

Som det harts, med vilket det första förstärkningsskiktet impregneras, är det föredraget att använda ett värmehärdande harts som härdar vid förhöjd temperatur, både med utgångspunkt från tillverkning och användning av valsen.

Speciellt föredraget är ett epoxiharts, som kan härdas vid en temperatur av t.ex. 80°C till l00°C. Föredragna härdare för epoxiharts är aromatiska polyaminer.

Det andra förstärkningsskiktet 2b är bildat av ett fibertyg impregnerat med en blandning av ett värmehärdande harts enligt ovan och ett fint oorganiskt pulver, och det har en tjocklek på ca 3 till 15 mm, företrädesvis ca 5 till l0 mm.

Närvaron av det oorganiska pulvret likformigt fördelat i det andra förstärkningsskiktet 2b förser skiktet med mycket hög hârdhetsgrad, så att skiktet kan få obetydlig restspänning och inte spricker på ytan ens om det upprepat sätts under kraftig belastning. Följaktligen kan man uppnå anmärk- ningsvärt förbättrad bindning mellan förstärkningsskiktet och ett skikt av l0 l5 20 25 30 35 453 062 elastomermaterial format däromkring, och man uppnår flera gånger högre skal- ningshållfasthet än för det elastomera materialskiktet i någon godtycklig inom tekniken känd vals. Sålunda ger det andra förstärkningsskiktet 2b en mycket stor fördel hos valsen enligt uppfinningen med åtminstone flera gånger större livslängd än någon känd vals.

Speciella exempel på det oorganiska pulver, som kan användas för att bilda det andra förstärkningsskiktet 2b, inkluderar glaspärlor, lerpulver och kiseldioxidpulver och blandningar därav. Användning av glaspärlor är särskilt föredragen. Det oorganiska pulvret har företrädesvis en medelpartikeldiameter på 10 till 200 mikron, mera föredraget 20 till 100 mikron. Varje större partikeldiameter gör det svårt att fördela pulvret likformigt i fibertyget, och det uppstår en benägenhet att ojämnheter i hårdheten utvecklas hos skiktet 2b, medan ett pulver med mindre partikeldiameter är svårt att uppnå och dessutom är dyrt. Det är fördelaktigt att använda ett oorganiskt pulver, som har en partikelform så nära sfärisk form som möjligt, för att förbättra dess fördelning i fibertyget och hårdheten och tryckhållfastheten hos det resulterande förstärk- ningsskiktet.

Det är föredraget att använda samma värmehärdande harts i det andra förstärkningsskiktet som i det första skiktet.

Det andra förstärkningsskiktet 2b innehåller 1,2 - 5,0, företrädesvis ca 2,5 volymdelar av det oorganiska pulvret per volymdel av fibertyget. Fibertyget innehållande sådan önskad proportion av det oorganiska pulvret kan exempelvis erhållas om det doppas i en lämpligt kontrollerad blandning av hartset och det oorganiska pulvret och sedan får passera mellan två med lämpligt mellanrum anordnade klämvalsar. Det lämpliga mellanrummet mellan vaisarna är exempelvis 1,5 mm plus eller minus 0,1 mm vid klämning av ett fibertyg tillverkat genom stickning och uppvisande en ytvikt på 120 g/mz.

Det oorganiska pulvret i blandningen skall ha en viktandel, som är 0,5 till 2,0 gånger så stor som hartset, och mera föredraget är nästan lika med hartset, med ett visst område av små toleranser i den händelse glaspärlor används. Varje mindre mängd pulver kan misslyckas med att ge förstärkninga- skiktet 2b tillfredsställande hårdhetsgrad, som är 90 33 på en Shore D-hårdhets- mätare, medan varje överskott av pulver ökar viskositeten. hos den blandade lösning, som det bildar med hartset, i sådan utsträckning att det är svårt att impregnera fibertyget med lösningen.

Förutom det ovannämnda fibertyget bildat genom stickning är det möjligt att använda ett sådant format genom nålfiltning ("needle punching") eller ett sådant format genom Stickning eller nålfiltning, vartill ett klister- eller bindemedel appliceras för att förhindra luggning. Tyget kan bestå av antingen 10 15 20 25 30 35 453 062 organiska eller oorganiska fibrer. Som exempel är det speciellt möjligt att använda polyester- eller nylonfibrer. Fibertyget skall ha tillräcklig draghâllfasthet för att tåla den spänning, under vilken det sätts när det lindas kring det första förstärkningsskiktet 2a, och vidare måste det vara kapabelt till snabb och likformig impregnering med blandningen av hartset och det oorganiska pulvret. Med hänsyn till dessa krav är det nödvändigt att använda ett fibertyg med en tjocklek på ca 0,5 till 2,0 mm och en ytvikt pâ ca 50 till 200 glmz.

Det skikt av elastomert material 3, som bildas kring förstärknings- skiktet 2, är vanligtvis förenat med detta genom ett ej visat bindemedelsskikt.

Lämpliga exempel på elastomermaterial inbegriper polyuretangummi, silikon- gummi, polykloroprengummi, klorsulfonerat polyeten, butylgummi, akrylnitril- butadiengummi, styren-butadiengurnmi, eten-propen-cyklopentadiensampolyrner och naturligt gummi. Om man exempelvis använder polyuretangummi har skiktet 3 vanligtvis en tjocklek på ca lO till 20 mm.

För det ej visade bindemedelsskiktet är det föredraget att använda ett bindemedel, som har en komponent gemensam med det elastomera material som bildar skiktet 3. Exempelvis är det föredraget att använda ett isocyanatbinde- medel om man använder polyuretangummi för skiktet 3. Även om den föregående beskrivningen har hänvisat till det första förstärkningsskiktet 2a som impregnerat endast med ett värmehärdande eller härdbart harts är det likaledes möjligt att i enlighet med uppfinningen ha det första förstärkningsskiktet 2a impregnerat med en blandning av ett värme- härdande harts och ett oorganiskt pulver, såsom det andra förstärkningsskiktet 2b är.

Vi hänvisar nu till Fig. 3 - 5 i ritningarna, vilka illustrerar stegen vid sättet för _ tillverkning av en vals. En metallisk valskärna l roteras i riktningen för pilen i Fig. 3 under bildningen av ett förstärkningsskikt 2.

Det fibrösa material, från vilket förstärkningsskiktet 2 bildas, införs i en hartstank 4, impregneras däri med en hartslösning eller en blandning av ett harts och ett oorganiskt pulver, och lindas successivt kring valskärnan l i enlighet med de arrangemang som tidigare beskrivits, varigenom förstärkningsskiktet 2 bildas kring valskärnan l.

Med hänvisning speciellt till Fig. 3 visas ett förfarande, vid vilket en filt 2a' av oorganiska fibrer i form av en tejp leds medelst en styrrulle 5 och införs i en hartslösning 7 genom en dopprulle 6 i tanken ll, och sedan den impregnerats med hartslösningen får filten 2a' passera mellan tvâ klämrullar 8 och 9 för att frigöra eventuell hartslösning överstigande en förutbestämd mängd, samt spirallindas kring ytterytan på valskärnan l, varigenom det första förstärkningsskiktet Za. bildas. Om det är önskvärt att ytterligare förbättra tryckhâllfastheten hos förstärkningsskiktet är det möjligt att linda rovingar av 10 15 20 25 30 35 453 062 oorganiska fibrer (ej visade) kring filten av oorganiska fibrer genom att följa samma procedur som ovan beskrivits.

Samma tillvägagångssätt kan upprepas för att bilda ett andra förstärk- ningsskikt 2b, med undantag av att ett fibertyg i form av en tejp impregneras med en blandning av ett värmehärdande harts och ett oorganiskt pulver i tanken 4.

Både tejperna av filten och fibertyget spirallindas vanligtvis på sådant sätt, att varje tejp kan ha en successivt överlappande längsgående kant när den lindas kring valskärnan, och varven av tejpen är väsentligen parallella med varandra och sträcker sig väsentligen vinkelrätt mot valskärnans längdaxel. En viss dragpåkänning appliceras på varje tejp när den lindas kring valskärnan.

Dragpàkänningen väljs på lämpligt sätt, så att det fibrösa materialet kan vara i stånd att innehålla en förutbestämd mängd av hartset eller dess blandning med det oorganiska pulvret och lindas så tätt som möjligt kring valskärnan. Om exempelvis tejpen har en bredd på 60 mm, är det lämpligt att sätta den under en spänning av 5 - 10 kg.

Den intermediära valsprodukt, på vilken förstärkningslagret 2 har formats enligt beskrivningen ovan, upphettas, eller får stå vid rumstemperatur, så att det däri ingående hartset kan härda. Sedan utslätas företrädesvis förstärk- ningsskiktets yta genom skärning eller polering, och ett adhesiv appliceras på dess yta vid behov.

Ett skikt av elastomermaterial bildas sedan kring förstärkningsskiktet 2.

Om exempelvis polyuretangummi används för att bilda skiktet 3 placeras den intermediära valsprodukten i centrum av ett hålrum i en cylindrisk form 10, såsom visas i Fig. 5, och polyuretangummi gjuts i utrymmet mellan formen 10 och förstärkningsskiktet 2. Sedan gummit härdat tas valsprodukten ut från formen 10.

Slutligen slätpoleras ytan på det elastomera materialskiktet 3, som bildats enligt beskrivningen ovan, för att ge den diameter som krävs för valsen, varigenom man får en vals täckt med ett elastomermaterial.

Ett skikt av elastomermaterial kan också bildas om ett ark av ovulkat gummi appliceras kring förstärkningsskiktet med ett bindemedel och vulkas.

Sättet enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas mera detaljerat med hänvisning till ett flertal utföringsexempel.

Exemæl l En polyuretangummibelagd vals tillverkades utgående från följande material i enlighet med följande tillvägagångssätt: Valskärna - en 5.500 mm lång gjutjärnscylinder med 906 mm diameter 10 15 20 25 30 35 453 062 och en yta försedd med en mångfald spår med ca 3 mm mellanrum.

Filt av oorganiska fibrer - en tejp av glasfiberfilt (ECM-200-65 från Unitika Ltd., Japan) med en bredd på 60 mm.

Härdbart harts - ett epoxiharts (blandad lösning innehållande 100 vikt- delar Araldite GY-252-l00 och 23 viktdelar härdare hy 974j - Ciba Geigy Japan Ltd.).

Fibertyg - tejp av fibertyg tillverkat genom stickníng av banor av polyesterfibrer med nylontrådar och med en bredd på 80 mm och en ytvikt på 120 g/mz (Bonyarn C-35l2T från Nippon Nonwoven Fabric Co., Ltd., Japan), och Oorganiskt pulver - glaspärlor med en medelpartikeldiameter på 100 mikron (gb 73lb från Toshiba Ballotini Co., Ltd., Japan).

Tejpen av glasfiberfilt impregnerades med epoxihartset och lindades kring den avfettade och renade ytan på valskärnan med en stigning av 10 mm under en dragning av 10 kg, varigenom ett första förstârkningsskikt med en tjocklek pâ 1,0 mm bildades. Tejpen av fibertyg impregnerades med en likformig blandning innehållande lika viktproportioner av epoxihartset och glaspärlorna och lindades kring det första förstärkningsskiktet med en stigning av 10 mm, medan en dragspänning på 10 kg upprätthölls på tejpen, varigenom ett andra förstärkningsskikt med en tjocklek på 12,0 mm bildades. Båda tejperna lindades kring valskärnan medan denna roterades.

Valskärnan med det därpå sålunda bildade förstärkningsskiktet upp- hettades till 80°C i Stimmar, medan den roterades med 10 rpm, varigenom förstärkningsskiktet härdades. Ytan på förstärkningsskiktet slipades tills det hade en ytterdiameter på 926 mm.

Därefter applicerades ett isocyanatblndemedel (Bond TIO-TIOO från Konishí K.K., Japan) på förstärkningsskiktets exponerade yta. Den sålunda erhållna intermediära valsprodukten placerades vertikalt i centrum av hålrummet till en cylindrisk gjutform. En lösning av polyuretanelastomer för gjutningsända- mål, vilken var sammansatt av en avskummad blandning innehållande 100 delar Adiplane L-167 (från EJ. du Pont) och 19,5 delar lglfl-metylenbisortokloranilin göts i utrymmet mellan innerväggen på formen och förstärkningsskiktet på den intermediära produkten. Gjutformen upphettades vid 100°C i 15 timmar, vari- genom elastomeren härdade, och sedan produkten kylts till rumstemperatur togs den bort från formen och dess elastomeryta slipades för att ge en vals med en ytterdiameter av 956 mm.

Den sålunda erhållna polyuretangummibelagda valsen kunde användas för kontinuerlig rotation vid en hastighet av 200 rpm och ett linjärt tryck på 200 kg/cm i 200 timmar som pressvals i en pappersmaskin utan att några problem uppstod. lO 15 20 25 30 35 453 062 9 Exempel 2 En polyuretangummibelagd vals tillverkades av följande material i enlighet med följande tillvägagångssätt: Valskärna - en 1.160 mm lång gjutjärnscylinder med 355 mm diameter och en yta formad med en mångfald spår med ett mellanrum på ca 2,5 mm.

Filt av oorganiska fibrer - en tejp av glasfiberfilt (EOL-BOON från Nitto Boseki Co., Ltd., Japan) med en bredd på 60 mm. l-lärdbart harts - ett epoxiharts av den i Exempel l beskrivna typen.

Fibertyg - en tejp av fibertyg tillverkad genom stickning av banor av rayonfibrer med nylonträdar med en bredd av 80 mm och en ytvikt av 200 g/mz (H 900 från Kureha Fiber Co., Ltd., Japan).

Oorganiskt pulver - glaspärlor med en medelpartikeldlameter på 30 mikron (gb 73lb från Toshiba Ballotini Co., Ltd., Japan).

Tejpen av glasfiberfilt impregnerades med epoxihartset och lindades kring ytterytan av valskärnan med en stigning av 8 mm medan valskärnan roterades och en dragspänning av 8 kg upprätthölls på tejpen, varigenom ett första förstärkningsskikt med en tjocklek av 1,2 mm bildades på valskärnan.

Tejpen av fibertyg impregnerades med en likformig blandning av epoxihartset och glaspärlorna med ett viktförhållande mellan harts och glaspärlor på 1:2 samt lindades kring det första förstärkningsskiktet med en stigning av 9 mm medan en spänning på 8 kg upprätthålls på tejpen, varigenom ett andra förstärkningsskikt med en tjocklek av 7,8 mm bildades kring det första förstärkningsskiktet. Det sålunda bildade förstärkningsskiktet härdades på samma sätt som beskrivits som i Exempel l, och dess yta slipades tills det hade en ytterdiameter på 367 mm.

Ett skikt av polyuretangummi formades kring förstärkningsskiktet genom gjutníng på samma sätt som beskrivits i Exempel l. Sedan produkten tagits ut ur formen slipades dess gummiyta till en vals med en ytterdiameter på 395 mm.

Den sålunda erhållna valsen befanns vara lika hållbar som produkten enligt Exempel 1.

Exemæl 3 En polyuretangummibelagd vals tillverkades av följande material i enlighet med följande tillvägagângsätt: _ Valskärna - en 3.570 mm lång cylinder av rostfritt stål med 600 mm diameter och en yta formad med en mångfald spår med ca 3 mm mellanrum.

Filt av oorganiska fibrer - en tejp av samma typ som beskrivits i Exempel l.

Härdbart harts - ett omättat polyesterharts (en blandad lösning av 100 delar Polylite 8027 och 2 delar Polyoxide RM, en produkt från Dal-Nippon lnk and lO 15 20 25 30 35 455 062 10 Chemicals, Japan).

Fibertyg - en tejp av samma typ som beskrivits i Exempel l.

Oorganiskt pulver - glaspärlor med en medelpartikeldiameter på 150 mikron (gp 73lb från Toshiba Ballotini Co., Ltd., Japan).

Tejpen av glasfiberfilt impregnerades med det omättade polyester- hartset och lindades kring ytterytan av valskärnan med en stigning av Smm medan valskärnan roterades och en spänning på Skg upprätthölls på tejpen, varigenom ett första förstärkningsskikt med l mm tjocklek formades på vals- kärnan. Tejpen av fibertyg impregnerades med en likformig blandning av det omättade polyesterhartset och glaspärlorna med ett viktförhållande mellan harts och glaspärlor på l:0,5 samt lindades kring det första förstärkningsskiktet på samma sätt som det första skiktet lindats på. valskärnan, varigenom ett andra förstärkningsskikt med en tjocklek på l2 mm bildades. Det sålunda bildade förstärkningsskiktet härdades på samma sätt som beskrivits i Exempel 1 och dess yta slipades tills det hade en ytterdiameter på 620 mm.

Ett skikt av polyuretangummi formades kring förstärkningsskiktet genom gjutning på samma sätt som beskrivits i Exempel 1. Sedan produkten tagits ur ur gjutformen slipades dess gummiyta till en vals med en ytterdiameter på 650 mm.

Den sålunda erhållna valsen befanns vara lika hållbar som produkten enligt Exempel l.

Exempel 4 En polyuretangummibelagd vals tillverkades av följande material i enlighet med följande tillvägagångsätt: Valskärna - en kopparcylinder med en diameter pâ 310 mm och en längd på 1.370 mm, som på sin yta var försedd med en mångfald spår med 3 mm mellanrum.

Filt av oorganiska fibrer - en tejp av samma material som beskrivits i Exempel 2.

Härdbart harts - ett omättat polyesterharts av samma typ som beskrivits i Exempel 3.

Fibertyg - en tejp av samma tyg som beskrivits i Exempel 2.

Oorganiskt pulver - lera med en medelpartikeldiameter på 80 mikron (NN Kaolin Clay från Tsuchiya Kaolin Kogyo K.K., Japan).

Tejpen av glasfiberfilt impregnerades med det omättade polyester- hartset och lindades kring ytterytan av valskärnan med en stigning av 8 mm medan valskärnan roterades och en spänning på 8 kg upprätthölls på tejpen, varigenom ett första förstärkningsskikt med en tjocklek på lmm bildades på valskärnan. Tejpen av fiber-tyg impregnerades med en likformig blandning av det 10 15 20 25 30 35 453 062 li ett viktförhållande mellan harts och lera på i:0,8 samt lindades kring det första förstärkningsskiktet på samma omättade polyesterhartset och lerpulvret med sätt som det första skiktet lindats kring valskärnan, varigenom ett andra förstärkningsskikt med en tjocklek på l0 mm bildades. Därefter upprepades proceduren enligt Exempel 3 för härdning av förstärkningsskiktet, slipning av dess yta, formning av ett skikt av polyuretangummi genom gjutning och slipning av dess yta, varigenom man fick en vals med en ytterdiameter på 350 mm.

Den sålunda erhållna valsen befanns vara lika hållbar som den enligt Exempel l.

Exemæl 5 En poyuretangummibelagd vals tillverkades av följande material i enlighet med följande tillvägagångsätt: Valskärna - en aluminiumcylinder med en diameter på 660 mm och en längd på 3.900 mm, som på sin yta var försedd med en mångfald spår med mellanrum på ca 3 mm.

Filt av oorganiska fibrer - en tejp av glasíiberfilt av samma typ som beskrivits i Exempel 1.

Härbart harts - ett epoxiharts av samma typ som beskrivits i Exempel l.

Fibertyg - en tejp av fibertyg av samma typ som beskrivits i Exempel 2.

Oorganiskt pulver - kiseldioxidpulver med en medelpartikeldiameter på 100 mikron ( lmsil A-25 från Illinois Minerals).

Tejpen av glasfiberfilt impregnerades med epoxihartset och lindades kring valskärnan med en stigning av l0 mm medan valskärnan roterades och en spänning på 8 kg upprätthålls på tejpen, varigenom ett första förstärkningsskikt med en tjocklek på 1 mm bildades på valskärnan. Tejpen av fibertyg impregnerades med en likformig blandning av epoxihartset och kiseldioxidpulvret med ett viktförhâllande mellan harts och kiseldioxidpulver på l:l,5 samt lindades kring det första förstärkningsskiktet på samma sätt som det första skiktet hade lindats på valskärnan, varigenom ett andra förstärkningsskikt med en tjocklek på 8 mm bildades. Därefter upprepades proceduren enligt Exempel l+ för härdning av förstärkningsskiktet under värme, slipning av dess yta, bildning av ett skikt av polyuretangummi genom gjutning och slipning av dess yta, varigenom man fick en vals med en ytterdiameter på 700 mm.

Den sålunda erhållna valsen kunde användas för kontinuerlig drift i 200 timmar vid 200 rpm och 200 kg/cm som pressvals för en pappersmaskin, varvid dess yta matades med vatten av rumstemperatur, utan att några som helst problem uppstod. 10 15 20 25 30 35 453 062 12 Exemæl 6 En polyuretangummibelagd vals tillverkades av följande material i enlighet med följande tillvägagångsätt: Valskärna - en 2.850 mm lång gjutjärncylinder med 520 mm diameter och en yta formad med en mångfald spår med lämpliga mellanrum.

Härdbart harts - ett epoxiharts (en blandad lösning av 100 viktdelar Aríldite GY-252 och 23 viktdelar hårdare, en produkt från Ciba Geigy Japan Limited).

Fibertyg - en tejp av fibertyg tillverkad genom stickning av banor av polyesterfibrer med nylontrådar och med en bredd av 80 mm och en ytvikt av 120 g/mz (Bonyarn C-35l2T från Nippon Nonwoven Fabric Co., Ltd., Japan).

Oorganiskt pulver - glaspärlor med en medelpartikeldiameter på 50 mikron (gb 731b från Toshiba Ballotini Co., Ltd., Japan).

Tejpen av fibertyg impregnerades med en likformigt blandad lösning innehållande lika viktproportioner epoxiharts och glaspärlor och lindades kring den avfettade och renade ytan på valskärnan med en stigning av 10 mm medan valskärnan roterades och en spänning av 10 kg upprätthölls på tejpen, varigenom ett förstärkningsskikt med en tjocklek av 10 mm bildades på valskärnan.

Den valskärna, på vilken förstärkningsskiktet sålunda formats, upp- hettades vid 80°C i fem timmar medan den roterades med en hastighet av 10 rpm, varigenom förstärkningsskiktet härdades. Därefter slipades ytan på för- stärkningsskiktet tills det hade en ytterdiameter på 534 mm.

Ett isocyanatbindemedel (Bond TIO-100 från Konishi K.K., Japan) applicerades på den exponerade ytan av förstärkningsskiktet.

Den sålunda erhållna valsmellanprodukten placerades vertikalt i cent- rum av ett hålrum i en cylindrisk gjutform, och en lösning av polyuretan- elastomer för gjutningsanvändning, sammansatt av en avskummad blandning innehållande 100 delar Adiplane L-l67 (från E.I. du Pont) och 19,5 delar 0,14'- metylenbisortokloranilin, göts i utrymmet mellan innerväggen i gjutformen och förstärkningsskiktet på mellanprodukten. Därefter upprepades procedurerna enligt Exempel 1 för att tillverka en polyuretangummibelagd vals.

Exemæl 7 En polyuretangummibelagd vals framställdes av följande material i enlighet med följande tillvägagångsätt: Valskärna - en 9.000 mm lång gjutjärncylinder med 1.100 diameter och med en yta formad med en mångfald spår med mellanrum på ca 3 mm.

Filt av oorganiska fibrer ~ en tejp av glasfiberfilt med en bredd på 60 mm och en tjocklek på 0,2 mm (ECM-200-65 från Unitika Ltd., Japan). l-lärdbart harts - ett epoxiharts (en blandning av 100 viktdelar Araldite ä) 10 15 20 25 30 35 453 062 13 GY-252 och 23 viktdelar av en hårdare, produkt från Ciba Geigy Japan Ltd.).

Glasroving - glasroving tillverkad av glastrådar med 10 mikron diameter behandlad med en silanförening och med en vikt av 2.400 g/km (RS 2fl0, 1313-535 frân Nitto Boseki Co., Ltd).

Fibertyg - en tejp av fibertyg tillverkad genom stickning av banor av polyesterfibrer med nylontrådar och med en bredd av 80 mm och en ytvikt av 120 g/mz (Bonyarn C-35l2T från Nippon Nonwoven Fabric Co., Ltd., Japan).

Oorganiskt pulver - glaspärlor med en medelpartlkeldiameter på 50 mikron.

Tejpen av glasfiberfilten doppades i ett bad av epoxihartset och sträcktes mellan två rullar med ett spelrum på 0,25 till 0,3 mm däremellan med en spänning av 10 kg. Tejpen lindades sedan kring den avfettade och renade ytan på valskärnan med en stigning av 10 mm, så att varpen av tejpen var väsentligen parallella med varandra och sträckte sig väsentligen vinkelrätt mot valskärnans längdaxel medan valskärnan roterades och en spänning på 10 kg upprätthölls på tejpen, varigenom ett skikt av glasfiberfilt med en tjocklek på 1,0 mm bildades på valskärnan. Tre buntar av giasrovingar impregnerades med en blandning innehållande lika viktproportioner av epoxihartset och glaspärlorna och lindades tätt kring skiktet av glasfiberfilt spiralformigt med en stigning på 2,5 mm/varv medan en spänning på 10 kg upprätthölls på rovingarna, varigenom ett 3,0 mm tjockt skikt av glasrovingar i beröring med varandra bildades på skiktet av glasfiberfilten och sålunda ett första förstärknlngsskikt bildades. Tejpen av fibertyg doppades i ett bad av en blandning innehållande lika viktproportioner av epoxihartset och glaspärlorna och sträcktes med en spänning av 10 kg mellan två valsar med ett spelrum på 1,5 mm i 0,1 mm däremellan. Därefter lindades tejpen kring det första förstärkningsskiktet med en stigning av 10 mm, så att varven av tejpen var väsentligen parallella med varandra och sträckte sig väsentligen vinkelrätt mot valskärnans längdaxel, medan en spänning på 10 kg upprätthölls på tejpen, varigenom ett andra förstärkningsskikt med en tjocklek på 9,0 mm bildades.

Den valskärna, på vilken de första och andra förstärkningsskikten sålunda bildats, upphettades vid 80°C i fem timmar medan den roterades med 10 rpm, varigenom törstärkningsskikten härdades. Ytan på förstärkningsskikten slipades tills produkten hade en ytterdiameter på 1.120 mm.

Ett isocyanatbindemedel (Bond KU661 och KU622 från Konishi K.K., Japan) applicerades på den exponerade ytan av förstärkningsskiktet. Proceduren enligt Exempel 1 upprepades sedan för framställning av en polyuretangummi- belagd vals från den intermediära valsprodukt, som erhållits enligt beskrivningen OVafl. l0 l5 20 25 30 35 455 062 M Följande är ett jämförande exempel avseende tillverkning av en vals enligt tidigare känd teknik.

Jämförelseexemæl En polyuretangummibelagd vals framställdes av .följande material i enlighet med följande tillvägagångsätt: Valskärna - en gjutjärncylinder av samma typ som användes i Exempel l.

Fibröst material - glasrovingar tillverkade av glasfibrer med 9 míkron diameter.

Härdbart harts - ett epoxiharts av samma typ som användes i Exempel l.

Glasrovingarna impregnerades med epoxihartset och lindades tätt kring valskärnan medan en spänning på 10 kg upprätthölls på rovingarna, varigenom ett íibröst förstärkningsskikt med en tjocklek av ll mm bildades. Förstärkningsskiktet upphettades vid 80°C i fem timmar och härdades. Sedan dess yta slipats bildades ett skikt av polyuretangummi med en tjocklek av 25 mm kring förstärkningsskik- tet på samma sätt som beskrivits i Exempel l, varigenom man fick en polyuretangummibelagd vals.

När den sålunda erhållna valsen användes vid 200 rpm och 200 kg/cm bröts det vibrösa förstärkningsskiktet pâ mindre än 30 timmar, vilket resulterade i avskalning av gummiskiktet.

Provvalsar framställdes av samma material som beskrivits i Exemplen l - 7 och Ilämförelseexemplet väsentligen i enlighet med de däri beskrivna tillvägagângsätten, och provens fysikaliska egenskaper mättes, särskilt deras mekaniska hållfasthet. Resultaten visas i tabellen nedan.

Jämförelse av fysikaliska egenskaper Skalningshåll- Tryckbrotthâll- Upprepad tryckhäll- fasthet (kg/cm) fasthet (kg) fasthet (700 kg/cm) Exempel l 25 - 30 3.980 lngen ändring Exempel 2 25 - 30 4.500 lngen ändring Exempel 3 25 - 30 2.900 Ingen ändring Exempel 14 25 - 30 3.200 Ingen ändring Exempel 5 25 - 30 3.900 lngen ändring Exempel 6 25 - 30 1.900 Permanent deformation av nypet Exempel 7 25 - 30 4.000 Ingen ändring Jämförande 3 - 5 3.9ÛÛ "Vitnjng" (bildning av Exempel mikrosprickor) Skalningshâllfastheten hos varje prov bestämdes genom .att man avlägs ~ “ade polyuretangummiskiktet frân förstärkningsskiktet med undantag av ett tunt, ringformigt gummiskiktparti med en tjocklek av ll mm och en bredd av l0 mm, uppskärning av detta längs valsens längdaxel och fästning av en fjädervåg 10 453 062 15 vid en av de uppskruvna ändena med hjälp av en jigg. Ett ringformigt prov bestående enbart av ett förstärkningsskikt och med en innerdiameter av 20 mm, en ytterdiameter av 30 mm och en bredd av 15 mm framställdes för utvärdering av tryckbrotthâllfastheten, och det komprimerades axiellt till brott. En järnvals- kärna infördes i ovannämnda ringformiga förstärkningsskikt och förbands integrerat därmed genom bindning genom addition för att bilda ett prov för utvärdering av den repetitiva tryckhàllfastheten. Ett tryck av 740 kg/cm applicerades på provet med upprepning 10 till 15 gånger vid en komprimerings- hastighet av 1 mm/minut i en riktning vinkelrätt mot valskärnans längdaxel, och därefter inspekterades ytan på förstärkningsskiktet visuellt vid nypet.

Claims (14)

lO 15 20 25 30 455 062 16 PATENTKRAV

1. l. Med elastomermaterial belagd vals innefattande en metallisk valskärna med en grov eller uppruggad yta, ett fibröst förstärkningsskikt, som är impregnerat med ett värmehärdande harts och omger valskärnan, och ett skikt av elastomermaterial som omger förstärkningsskiktet, k ä n n e t e c k n a d av att förstärkningssldket innefattar minst ett skikt bildat av ett fibertyg impregnerat med en blandning av det värmehärdande hartset och ett fint oorganiskt pulver, varvid sistnämnda skikt ligger under sklktet av elastomermaterial och är integrerat förenat med detta.

2. Med elastomermaterial belagd vals enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att elastomermaterialet är polyuretangummi.

3. Med elastom ermaterial belagd vals enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att förstärkningsskiktet innefattar ett första för- stärkningsskikt, som är i kontakt med nämnda yta på valskärnan och är integrerat förenat med denna, och ett andra förstärkningsskikt, som omger det första förstärkningssklktet och har en ytteryta integrerat förenad med sklktet av elastomermaterial, varvid det första förstärkningsskiktet innefattar minst ett skikt bildat av en filt av oorganiska fibrer impregnerad med ett värmehärdande harts eller en blandning därav med ett fint oorganiskt pulver, varvid det andra förstärkningsskiktet är bildat av nämnda fibertyg, som är impregnerat med en blandning av ett värmehärdande harts och ett fint oorganiskt pulver.

4. Med elastomermaterial belagd vals enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att det första förstärkningsskiktet omfattar nämnda skikt, som är bildat av nämnda filt av oorganiska fibrer, som är i kontakt med nämnda yta pâ valskärnan och är integrerat förenad därmed, och ett skikt bildat av rovingar av oorganiska fibrer, som är tätt och hårt lindade kring nämnda filt och impregnerade med ett värmehärdande harts eller med en blandning därav med ett fint oorganiskt pulver.

5. Med elastomermaterial belagd vals enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att rovingarna är sammansatta av glasfibrer.

6. Med elastomermaterial belagd vals enligt något av patentkraven 3 till 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda filt är sammansatt av glasfibrer. f' th* 10 l5 20 25 453 062 l7

7. Med elastomermaterial belagd vals enligt något av patentkraven l till 6, k ä n n e t e c k n a d av att det värmehärdande hartset är ett epoxiharts.

8. Med elastomermaterial belagd vals enligt något av patentkraven l till 7, k ä n n e t e c k n a d av att det oorganiska pulvret omfattar åtminstone en substans vald ur gruppen glaspärlor, lerpulver och kiseldioxidpulver med en medelpartikeldiameter av 10 till 200 mikron.

9. Med elastomermaterial belagd vals enligt något av patentkraven l till 7, k ä n n e t e c k n a d av att det oorganiska pulvret omfattar glaspärlor med en medelpartikeldiameter av lO till 200 mikron.

10. Med elastomermaterial belagd vals enligt något av patentkraven l till 9, k ä n n e t e c k n a d av att det värmehärdande hartset och det oorganiska pulvret i nämnda blandning har ett viktförhållande av l:0,5 till 1:2,0.

11. ll. Med elastomermaterial belagd vals enligt något av patentkraven l till 10, k ä n n e t e c k n a d av att det av nämnda fibertyg bildade skiktet innehåller ca 2,5 volymdelar av det oorganiska pulvret per volymdel fibertyg.

12. l2. Med elastomermaterial belagd vals enligt något av patentkraven l till l l , k ä n n e t e c k n a d av att fibertyget har en ytvikt av 50 till 200 g/mz.

13. Med elastomermaterial belagd vals enligt något av patentkraven l till 12, k ä n n e t e c k n a d av att den vidare innefattar ett bindemedelsskikt mellan det fibrösa förstärkningsskiktet och skiktet av elastomermaterial.

14. Med elastomermaterial belagd vals enligt patentkravet 13, k ä n n e t e c k n a d av att det elastomera materialet är polyuretangummi, och att nämnda bindemedel innefattar en komponent som även förekommer i nämnda polyuretangummi.