FI80306C - Pressvals. - Google Patents

Description

80306

Puristustela Tämä keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista puristustelaa, joka on tarkoitettu etenkin graniitista valmistetun paperikonetelan korvikkeeksi. Telassa on sisä-runko ja ulkokerros, joka sisältää hartsiyhdisteen lisäksi kivijauhetta.

Paperin valmistuksen aikana paperimassa tai märkä ohut pape-rilevy puristetaan ja kuivataan johtamalla se jatkuvasti ala- ja yläpuristustelan välissä ja sijoittamalla se huopa-materiaalin päälle. Kumitelaa käytetään yleensä alatelana, joka saatetaan kosketuksiin huopamateriaalin kanssa. Kuitenkin yläpuristustela on suoraan kosketuksessa märän paperin kanssa suuren painon aikaansaamiseksi, joten siltä vaaditaan seuraavia erkoisominaisuuksia: (1) Hyvä irtautumisominaisuus paperista (2) Suurien kuormien kestävyys (3) Sileä pinta (4) Niin vähän telan vääntymistä, ettei märkä paperi mene rikki puristettaessa.

Graniitista valmistetulla yläpuristustelalla, jota kutsutaan kivitelaksi, on hyvä irtautumiskyky paperista. Koska graniitti on kuitenkin luonnon materiaali on laatuvaihtelu suuri, ja tarvitaan paljon työtä ja aikaa muokattaessa graniittia teloiksi. Suurien telojen tuotantoaika on erityisen epävakainen, koska suuria graniittikappaleita on vaikea saada. Graniittitela on edelleen epäedullinen siinä suhteessa, että iskut saavat helposti aikaan naarmuja. Vaihtoehtona tunnetaan paperikonetela, joka sisältää kivijauhetta, kuten kvartsihiekkaa kovassa kumissa. Vaikka tämäntyyppinen yläpuristustela on edullinen siinä, että venymä on suuri ja hinta alhaisempi, on irtautumiskyky paperista riittämätön, ja kivijauheen irtautuminen käytön aikana lisää pinnan karkeutta .

Ennestään tunnetaan teloja, jotka sisältävät kivijauhetta ja kovaa kumia. Esimerkkeinä tällaisista teloista mainitta- 2 80306 koon US-patenttijulkaisussa 2 804 678, FR-patenttijulkaisussa 838 208 ja FI-patenttijulkaisuissa 19056 ja 19211 esitetyt ratkaisut. Näissä teloissa kivijauhe on kuitenkin yleensä varsin heikosti kiinnittynyt kumiin, mistä syystä se paljastuu ja saattaa helposti irrota.

GB-patenttijulkaisussa 946 360 ja US-patenttijulkaisuissa 3 087 231, 3 673 025 ja 3 983 065 on esitetty puristustelo-ja, jotka käsittävät lieriömäisen ytimen, jonka pinnassa on polyuretaani-kumikerros, jolla on tietty kovuus. Yhdessäkään julkaisussa ei kuitenkaan ole mitään mainintaa siitä, että polyuretaanikerrokseen voisi sisältyä epäorgaanista ainetta tai kivijauhetta.

Tämän vuoksi on tämän keksinnön ensisijainen tarkoitus saada aikaan puristustela, jolla on hyvä irtautumiskyky paperista, hyvä fysikaalinen kestävyys ja sileä pinta.

Esillä olevan puristustelan hartsiyhdiste käsittää ei-huokoi-sen, kovan polyuretaanihartsin, jonka kovuus on yli 70° (shore D). Keksinnön mukaan hartsi saadaan antamalla orgaanisen isosyanaatin reagoida sellaisen orgaanisen yhdisteen kanssa, jossa on isosyanaatin kanssa reagoiva funktionaalinen ryhmä ja joka sisältää orgaanisen yhdisteen painosta laskettuna ainakin 10 paino-% polyeetteriä, jolla on enemmän kuin kolme funktionaalista ryhmää, kivijauheen läsnäollessa, jotta kivijauhe ja polyuretaanihartsi sitoutuisivat vahvasti toisiinsa.

Esillä olevan keksinnön mukaan halutun puristustelan valmistamiseksi on edullista, että vähintään 10-paino-% orgaanisesta yhdisteestä, jolla on orgaanisen isosynaatin kanssa reagoiva funktionaalinen ryhmä, on polyeetteriä, jolla on enemmän kuin kolme funktionaalista ryhmää, ja että polyeet-terin hydroksyyliluku on 200...800.

Kivijauhetta voidaan käyttää 5...600 paino-osaa pohjautuen orgaanisen isosynaatin ja sen kanssa reagoivan funktionaalisen ryhmän omaavan orgaanisen yhdisteen kokonaispainoon. Erityisen suotava määrä epäorgaanista jauhetta käytettäväksi 3 80306 on 100...250 paino-osaa kokonaispainosta. Käytetyn epäorgaanisen jauheen hiukkaskoko on mieluiten 3...1200 Tyler mesh'iä.

Yllä mainitun käsitteen "kivijauhe" piiriin kuuluvat mm. seuraavat kivijauheet: graniittijauhe, kvartsihiekkakiille ja maasälpää. Kivijauheen pääkomponentti on Si02 ja/tai AI2O3.

Kyseisen keksinnön puristustelalla on mieluiten sisärunko, kuten rautatanko, joka ulottuu sen keskustan läpi ja liittyy telaan.

Kuitenkin tämän keksinnön mukaan sisärunko ei välttämättä ulotu telan keskustan läpi, mutta se voidaan kiinnittää lujasti telan molemmista päistä sopivilla kiinnitysmenetelmillä.

Esillä oleva puristustela valmistetaan saattamalla reagoivina aineina ainoastaan orgaanisen isosynaatin reagoida sellaisen orgaanisen yhdisteen kanssa, jolla on orgaanisen isosynaatin kanssa reagoiva funktionaalinen ryhmä, jolloin ainakin 10 p-% orgaanisesta yhdisteestä on polyesteri, jossa on enemmän kuin 3 funktionaalista ryhmää, kivijauheen läsnäollessa, kun vaahtoavaa ainetta ei ole läsnä, sylinterin muodostamiseksi kiviainetta sisältävästä polyuretaanista.

Valmistukseen voi edelleen sisältyä vaihe, jossa sisärunko yhdistetään sylinteriin.

Sylinterin liittäminen sisärunkoon voi tapahtua samanaikaisesti sylinterin muodostamisen kanssa suorittamalla yllä esitetty reaktio muotissa, jossa on liimalla käsitelty sisärunko.

Sylinteri voidaan valmistaa linkovalulla. Vaihtoehtoisesti sylinteri voidaan valmistaa valmistamalla kyseisen keksinnön mukainen seos polyuretaanin valmistamiseksi siten, että sen viskositeetti on verrattavissa tahnan viskositeettiin, joh- 4 80306 tamalla jatkuvasti tahnaa pyörivän rummun pinnalle ja muodostamalla tela kaavintamenetelmän (knife coating method) mukaan käyttämällä kaavinterää. Kun lisätään seos polyure-taanivyöhykkeen valmistamiseksi ja suoritetaan reaktio muotissa, epäorgaaninen jauhe voidaan lisätä myös myöhemmin yksinään, ja reaktio voi jatkua sillä aikaa kun epäorgaanien jauhe laskeutuu.

On suositeltavaa poistaa vesi kuumentamalla yhdisteestä, joka sisältää orgaanisen isosynaatin kanssa reagoivan funktionaalisen ryhmän, ennen kuin sen annetaan reagoida orgaanisen isosynaatin kanssa. Reaktio polyuretaanihartsin valmistamiseksi suoritetaan mieluiten alle 150 C:n lämpötilassa.

Keksintö voidaan ymmärtää perusteellisemmin seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta yhdessä liitteenä olevien piirustusten kanssa, joissa:

Kuvio 1 on elektronimikroskoopilla otettu valokuva (mittakaava: 100-kertainen), josta näkyy kyseisen keksinnön puris-tustelan pinnan kunto ennen käyttöä; kuvio 2 on elektronimikroskoopilla otettu valokuva (mittakaava: 100-kertainen) kuvion 1 puristustelasta käytön jälkeen; kuvio 3 on elektronimikroskoopilla otettu valokuva (mittakaava: 100-kertainen), josta näkyy tavallisen kovakumisen puristustelan pinnan kunto, kun kvartsihiekkajauhetta on lisätty ennen käyttöä; ja kuvio 4 on elektronimikroskopilla otettu valokuva (mittakaava: 100-kertainen) kuvion 3 puristustelan pinnan toisista osista ennen käyttöä.

Kyseisessä keksinnössä käytettävä polyeetteri, jolla on enemmän kuin kolme funktionaalista ryhmää, voi sisältää seu-raavia orgaanisia yhdisteitä. Esimerkiksi polyeettereitä, joilla on päätehydroksyyliryhmä, joka on saatu liittämällä yksi tai useampia molekyylejä etyleenioksidia, propyleeniok-sidia, butyleenioksidia ja niin edelleen glyseriiniin, tri-metylolipropaaniin, heksantrioliin, etyleenidiaminiin, tolu-eenidiamiiniin, pentaerytritoliin, sorbitoliin, sakkarosiin ja niin edelleen.

5 80306

Kyseisessä keksinnössä käytettävä orgaaninen isosyanaatti voi sisältää tolueenidi-isosynaattia, ksyleenidiisosynaattia, heksametyleenidi-isosyanaattia, metyleeni-bisfenyyli-isosyanaattia, raakaa metyleenibisfenyyli-isosynaattia, jota saadaan .tavanomaisilla menetelmillä, difenyylieetteridi-isosyanaattia, metyleenibissykloheksyyli-isosyanaattia, iso-forondi-isosyanaattia ja niin edelleen.

Lisäksi yllä mainittuihin polyeettereihin tämä keksintö voi käyttää orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät polyoleja, kuten polyoksi-propyleeniglykolia, polyoksietyleenipropylee-niglykolia, polyoksitetrametyleeniglykkolia, ja neopentyyli-glykolia ja bisfenolityyppistä oksialkyleenieetteriä; amine-ja, kuten metyleeniibis-o-kloroaniliinia, tolueenidiaminia, heksametyleenidiaminia ja difenyyli-m-diaminia; tyydytettyä polyesteriä ja polyeetteriä, joilla on OH-ryhmä.

Kyseessä oleva keksintä voidaan ymmärtää perusteellisemmin seuraavista kokeista.

Koe 1

Valmistettiin valumuotti, jonka läpi ulottui rautaydin, joka oli käsitelty liima-aineena käytetyllä Conap 1146 (conap CO.:n valmistaman fenolihartsin kauppanimi). Sannix HD 402:ta (Sanoy Chemical Industry:n valmistaman polyeeterin kauppanimi), josta oli poistettu vesi 120 C:n lämpötilassa, asetettiin sekoittajaan 100 paino-osaa. 110 paino-osaa Iso-nate 143 L:a (Up-John Company:n valmistaman orgaanisen iso-synaatin kauppanimi) lisättiin samanaikaisesti 357 paino-osan kanssa kuivaa 80...120 Tyler mesh'in kvartsihiekka-jauhetta. Alennetussa paineessa suoritetun 5 min:n sekoituksen jälkeen seos kaadettiin valumuottiin. Seos kovetettiin kuumentamalla 80 C:ssa 5 tuntia ja kovetettu aine otettiin ulos muotista. Kovetetun aineen pinta hiottiin tavanomaisella menetelmällä kyseisen keksinnön tämän esimerkin mukaisen puristus telan valmistamiseksi. Sannix HD 402 on polyeetteri, joka saadaan lisäämällä propyleenioksidia pentaerytritoliin.

6 80306 Tämän aineen hydroksyyliliuku on 394, molekyylipaino 569, sillä on 4 funktionaalista ryhmää ja sen viskositeetti on 1,775 senttipoisea 25 C:ssa. Yllä ainittu Isonate 143 L on difenyylimetananidi- isosyanaatti , joka karbodi-imidisoidaan ja joka sisältää NCO:ta 29,2 %. NC.O/OH-suhde on 1,08.

Kuviossa 1 on esitetty valokuva edellä esitetyn puristuste-lan pinnasta ennen käyttöä (mittakaava: 100-kertainen). Kuten voidaan nähdä kuviosta 1, kivi jauhe on vahvasti sitoutunut polyuretaanihartsiin eikä kivi jauhe paljastu hartsista.

Kuvio 2 on elektronimikroskoopilla otettu valokuva (mittakaava: 100-kertainen) telan pinnasta rotaatiokokeen jälkeen. Telan rotaatiokoe suoritetaan pyörimisnopeudella 715 rpm ja paineessa 110 kg/cm 16 tunnin aikana. Kuten kuviosta 2 voidaan nähdä, polyuretaanihartsi, joka peitti kivijauheen, tulee hiertyneeksi ja kivijauhe paljastuu. Koska polyuretaani-hartsin ja kivijauheen välinen adheesio on kuitenkin voimakas, voidaan nähdä, että kivijauhe ei erotu vaan särkyy.

Polyuretaanihartsin ja kivijauheen välinen voimakas adheesio voi johtua aktiivisen vetyn omaavan funktionaalisen sila-noli-ryhmän läsnäolosta kivijauheen pinnassa. Silanoliryhmä reagoi orgaanisen isosynaatin NCO-ryhmän kanssa.

Koe 2

Alla esitetyn seoksen aineet sekoitettiin avoimessa myllyssä tavanomaisella menetelmällä ja muokattiin kumilevyksi käyttämällä kalanterin telaa. Tämä kumilevy asetettiin sellaisen rautaytimen ympärille, jonka pinnassa oli eboniittikerros, kiinnitettiin ympäröivällä kankaalla ja sen jälkeen vulka-noitiin. Kokeen 2 puristustela saatiin vertailuesimerkkinä lopuksi suoritetun hionnan jälkeen

Seos paino-osaa luonnon kumi 100 sinkkijauhe 5

II

7 80306 hieno rikkijauhe 33 vulkanointikatalyytti 0/6 eboniittijauhe 80 kvarts ihiekkajauhe (80 ...120 mesh) 150

Kuvio 3 on elektronimikroskoopilla otettu valokuva (mittakaava: 100-kertainen) kokeen 2 puristustelasta. Kuten kuviosta 3 voi nähdä, kivijauhe on paljastunut, koska kovan kumin ja kiven välinen adheesio on huono. Siksi kuvio 4 esittää elektronimikroskoopilla otettua valokuvaa (mittakaava: 100-kertainen) kuvion 3 telan pinnasta toisesta kohdasta. Kuten kuviosta 4 voidaan nähdä, osa kivestä on pudonnut pois kovasta kumista.

Edellä esitettyjen kokeiden telat testattiin yhdessä gra-niittitelan kanssa Fourdriner-paperikoneella. Tulokset on esitetty kokeissa 3 ja 4.

Koe 3 Tässä kokeessa käytettiin kompaktia Fourdriner-paperikonetta (kaksivaihepuristin), kuten taulukossa 1 on esitetty. Valmistettu selluloosa sisälsi 25 painoprosenttia, 75 painoprosenttia lehtipuuta ja 1 painoprosentti liistausainetta. Selluloosan pH säädettiin 4,5:een aluminiumsulfaatilla. Free-ness-luku oli 340 ml ja neliömetripaino 70 g/m2.

Taulukko 1 Puristin n:o 1

Paine (kg/cm) 40

Yläpuristustela Koetelat

Alapuristustela Tasoitustela synteettisestä kumista 90 (JIS A)

Koetelojen (Graniittitela ja kokeen 1 ja 2 telat), joita käytettiin puristimen n:o 1 yläteloina, ulkohalkaisija oli 330 mm ja pituus 560 mm. Graniittitelan ja kokeiden 1 ja 2 β 80306 telojen kovuudet olivat 99 , 93 ja vastaavasti 90 (shore D). Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kaavinterä saatettiin kosketuksiin koetelan kanssa, ja 10 minuutissa kaa-vinterälle kerääntynyt paperimäärä mitattiin. Tulokset on esitetty taulukossa 2.

Taulukko 2

Koe 1 Graniitti Koe 2

Paperimäärä 1,7 1,6 2,6

Kerääntynyt kaavin-terälle 10 minuutissa (grammoina kuivauksen jälkeen) 1,6 1,6 2,3

Keskiarvo 1,65 1,6 2,45

Kun kaavinterälle kerääntynyt paperimäärä on pieni, telalla katsotaan yleensä olevan hyvä irtautumiskyky paperista. Kun paperimäärä on suuri, irtautumiskyvyn katsotaan olevan huono. Kuten taulukosta 2 voidaan nähdä, on tämän keksinnön puristustelan irtautumiskyky verrattavissa graniittitelan irtautumiskykyyn ja parempi kuin kokeen 2 telalla. Kun havaintoja tehtiin asemasta, missä paperi irtautui koetelasta, ei ollut eroa sillä asemalla, missä paperi irtautui telasta koe l:n telan ja graniittitelan tapauksissa. Kuitenkin kokeen 2 telan tapauksessa asema, missä paperi irtautui telasta, vaihteli, ja paperi oli kosketuksessa telan kanssa pitemmän aikaa. Siten tehtiin johtopäätös, että irtautumiskyky oli huonompi.

Koe 4

Irtautumista paperista .testattiin käyttämällä suorempaa Fourdriner-paperikonetta (3-vaihepuristin) kuin kokeessa 3. Käytetty selluloosa sisälsi 100 paino-osaa sulfaattiselluloosaa lehtipuusta, paino-osa aluminiumhydroksidisulfaattia ja 8 paino-osaa talkkia. Freenessluku oli 500 ml ja neliömetripa! no 80 g/m2.

11 9 80306 Tällaisessa paperikoneessa n:o 1 puristimen yläteloina käytettiin koeteloja, joiden koko oli 545 mm x 3,500 mm. Yläte-lojen materiaalina olivat kokeiden 1 ja 2 materiaalit sekä graniitti. Paine ja telojen nopeus olivat 60 kg/cm ja vastaavasti 500 m/min.

Paperin valmistus oli helppoa graniittitelalla ja tämän keksinnön kokeen 1 telalla. Paperi kuitenkin rikkoutui usein kokeen 2 telalla niin, ettei sitä voitu käyttää.

Tämän keksinnön puristustelan fysikaalinen lujuus on suuri ja kuormitusvastus on suurempi, koska epäorgaaninen jauhe ja polyuretaanihartsi ovat vahvasti toisiinsa sitoutuneita. Telan pinnan sileys säilyy ja irtautumiskyky paperista on hyvä. Edelleen, koska nestemäiseen polyuretaaniseokseen on mahdollista lisätä suuri määrä epäorgaanista jauhetta, reak-tiolämmön tarkkailu tulee helpoksi, vulkanisointikutistuma on pieni ja muovautuvuus paranee.

Vaikka tämän keksinnön puristustelaa käytetään mieluiten paperinvalmistuksessa puristustelana, sen käyttö ei rajoitu tähän, vaan sitä voidaan käyttää muihin tarkoituksiin, kuten kuivatyyppisen kopiokoneen (dry-type copier) puristus telana.

Claims (4)

10 80306

1. Puristustela, jossa on sisärunko ja ulkokerros, joka sisältää hartsiyhdisteen lisäksi kivijauhetta, tunnettu siitä, että mainittu hartsiyhdiste käsittää poly-uretaanihartsin, joka saadaan antamalla orgaanisen isosyanaatin reagoida sellaisen orgaanisen yhdisteen kanssa, jossa on isosyanaatin kanssa reagoiva funktionaalinen ryhmä ja joka sisältää orgaanisen yhdisteen painosta laskettuna ainakin 10 paino-% polyeetteriä, jolla on enemmän kuin kolme funktionaalista ryhmää, kivijauheen läsnäollessa, jotta kivijauhe ja polyuretaanihartsi sitoutuisivat vahvasti toisiinsa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puristustela, tunnettu siitä, että polyeetterin hydroksyyliluku on 200 -800.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen puristustela, tunnettu siitä, että kivijauhetta käytetään 5 - 600 paino-osaa suhteessa orgaanisen isosyanaatin ja sen kanssa reagoivan funktionaalisen ryhmän omaavan orgaanisen yhdisteen kokonaispainoon.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen puristus-tela, tunnettu siitä, että kivijauheen hiukkaskoko on 3 - 1200 Tyler mesh'iä (12 ym - 6,73 mm). li 80306