説明

PUローラー

本発明は、PPDIベースのポリウレタンプラスチックから成る、ローラーのローラージャケットまたはローラーライニング(1)の製造方法に関する。この際、応力亀裂の回避のために生強度の脆弱性を可能な限り迅速に克服することが望ましく、このことはポリウレタンに添加された硬化剤が可使時間を5〜60秒に短縮することによって達成される。本発明はまた、PPDIのプレポリマーと1の硬化剤との混合物によって形成される、ローラーのローラージャケットまたはローラーライニング(1)の製造のため、とりわけ本方法の実施のためのPPDI系ポリウレタンに関し、この際、硬化剤が60〜99%の1,4−ブタンジオール、最大40%のジアミン、ならびに最高1%の触媒から成ることが重要である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、PPDIベースのポリウレタンプラスチックから成る、ローラーのローラージャケット、またはローラーライニングを製造するための方法に関する。
【0002】
本発明は同様に、PPDIのプレポリマーと硬化剤との混合物により形成される、ローラーのローラージャケット、またはローラーライニングを製造するためのPPDI系ポリウレタンに関する。
【0003】
PPDI(p−フェニレンジイソシアナート)と、ポリオール、ジオール、およびジアミンの混合物との一工程の、または多工程の反応により生成する、ポリウレタンエラストマーは、何十年も前から公知である。
【0004】
PPDI系ポリウレタンエラストマーは、高い引張強さ、および高い引裂強さ、高い耐摩耗性、高い加水分解抵抗、および高い弾性によって特徴付けられる。
【0005】
しかしながら硬化の際には、激しい収縮と不良な生強度につながる。
【0006】
従って本発明の課題は、プラスチックの使用可能性を広げるために、この収縮を低減させ、かつ生強度を向上することである。
【0007】
本発明によればこの課題は、ポリウレタンに添加される硬化剤が可使時間を5〜60秒に短縮することによって解決された。
【0008】
低減された可使時間は生強度の脆弱性の迅速な克服につながり、このことがプラスチックの硬化の間の応力亀裂の危険性を著しく低減させる。
【0009】
この際、可使時間を8〜20秒、とりわけ8〜12秒に短縮すれば有利である。
【0010】
硬化剤の適切な選択により、PPDIベースのプレポリマーと硬化剤との間の架橋反応の過程における反応速度と粘度上昇を、ローラージャケット、またはローラーライニングの製造が回転式注型により可能になるように制御することができる。
【0011】
このことはさらに、材料が固体ではあるが本質的な機械的強度と弾性を有さない、可使の材料粘稠度である時間を、促進された架橋反応により素早く経過させることによって支持される。
【0012】
その際このプラスチックを、円筒形の、回転可能に設置された注型体上に、注型体の軸と並行に移動可能な注型ノズルを用いて塗布し、その際塗布されるプラスチックの温度は、70〜110℃であるのが望ましい。
【0013】
硬化の間の、塗布されるプラスチックの応力亀裂傾向を低減させるために、このプラスチックは、好適にはPU重合触媒の群から選択される1の触媒を含むのが望ましい。この群に属するのは、非常に様々な有機金属化合物、およびZn、Co、Bi、Hg、Cd、Kの、およびその他多数の塩、例えば
ジラウリン酸ジブチルスズ、スズオクトアート、二酢酸ジオクチルスズ、ジブチルスズメルカプチド、酸化ジブチルスズ、ジメチルスズメルカプチド、ジオクチルスズメルカプチド、カルボン酸ジメチルスズであり、
さらにすべての第三級アミン、例えば:
ビス−(2−ジメチルアミノエチル)−エーテル、アルキルモルホリン、1,4−ジアザビシクロオクタン、N,N−アルキルベンジルアミン、1,2−ジメチルイミダゾール、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンである。
【0014】
とりわけ大きな中空円筒形の構成部材の注型の場合、例えばプレスジャケット(Pressmantel)、またはローラーライニングの注型の場合、注型体の周速度が15〜80m/分であり、かつ注型ノズルを5〜10mm/Uの間の速度で軸方向に移動させれば、有利であると実証されている。
【0015】
成分の良好な混合を達成するために、硬化剤との混合を、混合チャンバ内でローター/ステーター原理によって行うのが望ましい。
【0016】
以下の条件が満たされているように、ローターとステーターが構成的に実施されていることが有利である。
【0017】
反応混合物のできる限り均一な剪断負荷を達成するため、およびそのことによって僅少な剪断速度を有する領域で混合チャンバが詰まるのを防止するために、構成的な実施により生じるローターとステーターとの間のギャップ幅の配置(Splatbreitenverteilung)は、1〜5mmの範囲であるのが望ましく、可能な限り狭いのが望ましい。
【0018】
混合チャンバのデッドボリュームは、可能な限り僅少であるのが望ましい。0.5〜10l/分の材料体積流量の混合に対して、5〜50mlのデッドボリュームを有する混合チャンバが、特に有利であると実証されている。
【0019】
そこから生じる短い滞留時間は、非常に効果的な混合を要求し、該混合は一方は1000〜5000U/分の範囲の高いローター回転数によって、かつ他方では混合チャンバの直線的な貫流を妨げる、流れを分割するローターとステーターのエレメントによって達成される。
【0020】
PPDI系ポリウレタンに関しては、硬化剤が60〜99%の1,4−ブタンジオール、最大40%のジアミン、ならびに最高1%の触媒から成ることが本発明では重要である。
【0021】
この種類の硬化剤組成物によって、架橋反応の過程における反応速度、および粘度上昇への所望の影響を、特に良好に達成することができる。
【0022】
この際、硬化剤が少なくとも1%のジアミン、および/または少なくとも0.01%の触媒を含めば、有利である。
【0023】
硬化剤混合物におけるジアミンは、有利には以下の群から選択するのが望ましい:
ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、エチレンジアミン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、イソホロンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−メチレン−ビス−(3−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス−(3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン)、トリメチレングリコールジ−p−アミノベンゾアート、1,2−ビス−(2−アミノフェニルチオ)エタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチル−ジシクロヘキシルメタン。
【0024】
PPDIのプレポリマーは、有利にはCrompton社の以下の製品群、または他の製造業者の同等の製品から選択する:
Adiprene LFP 590D、 Adiprene LFP 950A、Adiprene LFP 850A、Adiprene LFP 1950A、Adiprene LFP 2950A。
【0025】
最適に均衡のとれた材料特性スペクトルを得るために、混合物の化学量論、つまりイソシアナート含有量と反応性の水素との含有量のモル比は、0.85〜1.15であるのが望ましい。
【0026】
このように製造されたローラージャケット、またはローラーライニングは非常に耐摩耗性であり、高負荷に耐えることができ、かつ寿命が長く、そして高度な要求のために、帯状の紙、帯状のボール紙、帯状の薄い織物、または他の帯状の繊維の製造、および/または加工のための機械でのローラーにおける適用にとりわけ適している。
【0027】
この際、PPDI系ポリウレタンの硬度は、80ショアA、および75ショアDであることが望ましい。
【0028】
以下、本発明を実施例によってより詳しく説明する。添付の図面において、図は注型装置の断面図を示す。
【0029】
この際、ローラーライニング1の形成のために、円筒形のローラー基体の形態の、回転可能に設置された注型体2上に、回転式注型法でプラスチックを塗布する。
【0030】
液体状のプラスチックを70〜90℃の温度で混合チャンバ4から受け取る、幅広のスリットノズルとして形成された注型ノズル3によって、この塗布を行う。
【0031】
動的な混合チャンバ4は、ローター/ステーター原理により稼働する。
【0032】
塗布の間、注型体2が好適には一定の、15〜80m/分の周速度で回転する。注型体2の回転軸5と並行に移動可能な注型ノズル3を、2〜15mm/回転、通常5〜10mm/回転の速度で稼働させ、その結果、均一な厚みのライニングが注型体2上に塗布される。
【0033】
注型ノズル3の噴射量は、500〜10000g/分である。
【0034】
可能な限り抵抗性のあるローラーライニング1の製造のために、PPDIのプレポリマーと硬化剤との混合によって混合チャンバ4内で生成する、PPDI系ポリウレタンによってこのプラスチックを形成する。
【0035】
その際、硬化剤が可使時間を8〜12秒の値に短縮するのが望ましい。この促進された架橋が、回転式注型法の適用を初めて可能にする。
【0036】
ここでは、92%の1,4−ブタンジオール、7.95%のp−フェニレンジアミン、および0.05%のジオクチルスズメルカプチドから成る硬化剤によって、そのことが達成される。
【0037】
ジアミン成分はその非常に速い反応速度によって、注型ノズル3からの射出の時点での、およびその後の最初の2〜5秒間のプラスチック混合物の流動性を決定づける。この流動性は、充分な成果の工程実施のためには決定的である。あまりにも低い粘度は、回転する注型体2の回転数と直径次第で、塗布される材料の急速な滴下、もしくは飛散(Abschleudern)につながり、ひいては達成可能な層厚を限定する。あまりにも高い粘度は、プラスチックの均一な流れを妨げ、このことが望ましくない荒れた表面構造(ひだ状)、および空気の取り込みにつながる。
【0038】
触媒は、引き続いてブタンジオール−イソシアナートの架橋反応を急速にもたらす。これによって触媒は、製品が致命的な応力亀裂の出現に対して非常に抵抗力のない可使の材料粘稠度(チーズ状の状態/不良な生強度)である時間の非常に急速な経過に対して責任を持つ。
【0039】
両方の硬化剤成分を組み合わせた適用だけが、回転式注型工程に要求されるプラスチック混合物の流動性を調節することを可能にし、かつまた応力亀裂の無い最終製品を保証することを可能にする。
【0040】
混合物の化学量論は95%である(イソシアナート過剰)。
【0041】
この適用は、帯状の紙、帯状のボール紙、帯状の薄い織物、または他の帯状の繊維の製造、および/または加工のための機械における使用のためのローラーの製造において、特に有利である。このようなローラーは、非常に高い負荷にさらされており、かつ最大10mの長さと最大2mの直径を有する。
【0042】
この方法ならびにこのプラスチックは、柔軟性のあるローラージャケットの製造に同様に適している。これらのジャケットはたいてい、プラスチックに埋め込まれた繊維、糸などによって強化されており、かつとりわけ帯状の繊維の脱水または平滑化において使用される。
【0043】
この場合ローラージャケットを、円筒形の注型体2上へのプラスチックの塗布によって同様の方法で製造するが、ただし完成したローラージャケットを注型体2から取り去るか、注型体2を注型されたローラージャケットから取り外す。
【0044】
このように製造されたローラーライニング1、またはローラージャケットは、ライン負荷(Linienlast)と機械速度の点での連続負荷耐性の向上によって、ならびにジャケット表面の加工のための、あり得る研磨間隔(Schleifintervalle)の延長によって特徴付けられる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明による注型装置の断面図である。
【符号の説明】
【0046】
1 ローラーライニング、 2 注型体、 3 注型ノズル、 4 混合チャンバ、 5 軸

【特許請求の範囲】
【請求項1】
PPDIベースのポリウレタンプラスチックから成る、ローラーのローラージャケットまたはローラーライニング(1)の製造方法において、ポリウレタンに添加される硬化剤が可使時間を5〜60秒に短縮することを特徴とする、PPDIベースのポリウレタンプラスチックから成る、ローラーのローラージャケットまたはローラーライニング(1)の製造方法。
【請求項2】
前記可使時間を8〜12秒に短縮することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記製造を回転式注型によって行うことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
前記プラスチックを、円筒形の、回転可能に設置された注型体(2)上に注型体(2)の軸(5)と並行に移動可能な注型ノズル(3)を用いて塗布することを特徴とする、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
塗布される前記プラスチックの温度が、70〜110℃であることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項6】
前記硬化剤が、好適にはPU重合触媒の群に由来し、かつとりわけ有機金属化合物、塩、または第三級アミンから形成される1の触媒を含むことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】
前記注型体(2)の周速度が、15〜80m/分であることを特徴とする、請求項4から6までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
前記注型ノズル(3)を、2〜15mm/Uの速度、とりわけ5〜10mm/Uの速度で軸方向に移動させることを特徴とする、請求項4から7までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記硬化剤との混合を混合チャンバ(4)内でローター/ステーター原理により行うことを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
PPDIのプレポリマーと、1の硬化剤との混合によって形成される、ローラーのローラージャケットまたはローラーライニング(1)の製造のため、とりわけ請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法の実施のためのPPDI系ポリウレタンにおいて、前記硬化剤が60〜99%の1,4−ブタンジオール、最大40%のジアミン、ならびに最高1%の触媒から成ることを特徴とする、1の硬化剤、とりわけ請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法の実施のための1の硬化剤との混合物によって形成される、ローラーのローラージャケットまたはローラーライニング(1)の製造のためのPPDI系ポリウレタン。
【請求項11】
前記硬化剤が少なくとも1%のジアミンを含むことを特徴とする、請求項10に記載のPPDI系ポリウレタン。
【請求項12】
前記硬化剤が少なくとも0.01%の触媒を含むことを特徴とする、請求項10または11に記載のPPDI系ポリウレタン。
【請求項13】
前記ジアミンが以下の群:
ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、エチレンジアミン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、イソホロンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−メチレン−ビス−(3−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス−(3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン)、トリメチレングリコールジ−p−アミノベンゾアート、1,2−ビス−(2−アミノフェニルチオ)エタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチル−ジシクロヘキシルメタン
に由来することを特徴とする、請求項10から12までのいずれか1項に記載のPPDI系ポリウレタン。
【請求項14】
前記触媒がPU重合触媒の群に由来し、かつ好適には有機金属化合物、塩、または第三級アミンから形成されることを特徴とする、請求項10から13までのいずれか1項に記載のPPDI系ポリウレタン。
【請求項15】
前記プレポリマーと前記硬化剤との混合比が85〜115%の化学量論に相応することを特徴とする、請求項10から14までのいずれか1項に記載のPPDI系ポリウレタン。
【請求項16】
硬度が80ショアA、および75ショアDであることを特徴とする、請求項10から15までのいずれか1項に記載のPPDI系ポリウレタン。
【請求項17】
帯状の紙、帯状のボール紙、帯状の薄い織物、または他の帯状の繊維の製造、および/または加工のための機械における、請求項1から9までのいずれか1項に記載のローラーの適用。

【図1】
image rotate


【公表番号】特表2009−536111(P2009−536111A)
【公表日】平成21年10月8日(2009.10.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−508267(P2009−508267)
【出願日】平成19年2月8日(2007.2.8)
【国際出願番号】PCT/EP2007/051201
【国際公開番号】WO2007/128596
【国際公開日】平成19年11月15日(2007.11.15)
【出願人】(506408818)フォイト パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (52)
【氏名又は名称原語表記】VOITH PATENT GmbH
【住所又は居所原語表記】St. Poeltener Str. 43, D−89522 Heidenheim, Germany
【Fターム(参考)】