JP2015183325A - papermaking coater backing roll - Google Patents
papermaking coater backing roll Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015183325A JP2015183325A JP2014061810A JP2014061810A JP2015183325A JP 2015183325 A JP2015183325 A JP 2015183325A JP 2014061810 A JP2014061810 A JP 2014061810A JP 2014061810 A JP2014061810 A JP 2014061810A JP 2015183325 A JP2015183325 A JP 2015183325A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- coating
- backing roll
- lining layer
- rubber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
- D21H23/22—Addition to the formed paper
- D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
- D21H23/56—Rolls
- D21H23/58—Details thereof, e.g. surface characteristics, peripheral speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
Abstract
Description
本発明は、紙表面の塗工において使用するためのコーターバッキングロールに関する。 The present invention relates to a coater backing roll for use in coating a paper surface.
一般的に、紙は、紙料を調製し、それを抄紙することによって原紙を得て、得られた原紙の表面を塗工することにより製造される。塗工では、塗工液が塗工装置によって原紙表面に塗布され、それによって紙製品の美麗性または印刷適性などが向上される。 In general, paper is manufactured by preparing a stock, obtaining a base paper by making paper, and coating the surface of the obtained base paper. In coating, the coating liquid is applied to the surface of the base paper by a coating device, thereby improving the beauty or printability of the paper product.
塗工装置には、ブレードコーター方式やロールコーター方式などがある。ブレードコーター方式にはドクターブレードが使われ、これによりレべリングと呼ばれる塗工量の調製や、余分な塗工液および塗工カスの掻き取り、塗工表面の平滑化を行う。 The coating apparatus includes a blade coater method and a roll coater method. A doctor blade is used for the blade coater method, and this adjusts the coating amount called leveling, scrapes off excess coating liquid and coating waste, and smoothes the coating surface.
一方、塗工液には、無機・ラテックスなどの填料、サイズ剤および界面活性剤などの成分が含まれる。これらの成分には、バッキングロール表層のゴム材料として一般的に用いられるゴム配合材と類似するものも含まれ、また多くの成分はバッキングロールとの親和性が高い。そのため、塗工液がロール表面に付着・堆積し易い。バッキングロール表面に塗工液が付着すると、そこを走行する原紙に対して影響を及ぼし、紙品質や操業性に影響を与える。また、ドクターブレードは、バッキングロールと接触して配置されるため、ドクターブレードの接地圧により、バッキングロールには原紙エッヂやロールエッヂの位置に変形が発生し易い。これらの変形は、バッキングロール表面の凹みや摩耗の要因となる。 On the other hand, the coating liquid contains components such as fillers such as inorganic and latex, sizing agents and surfactants. These components include those similar to a rubber compounding material generally used as a rubber material for the surface layer of the backing roll, and many components have high affinity with the backing roll. Therefore, the coating liquid is likely to adhere and accumulate on the roll surface. When the coating liquid adheres to the backing roll surface, it affects the base paper traveling there, and affects the paper quality and operability. Further, since the doctor blade is disposed in contact with the backing roll, the backing roll is likely to be deformed at the position of the base paper edge or roll edge due to the contact pressure of the doctor blade. These deformations cause dents and wear on the backing roll surface.
従って、塗工に適切なバッキングロール表面を維持するためには、サイディングなどの機上でのメンテナンスや、更にはバッキングロール表面の再研磨やゴム材料を再被覆するなどの頻繁なメンテナンスが必要とされている。 Therefore, in order to maintain an appropriate backing roll surface for coating, maintenance on the machine such as siding, and frequent maintenance such as re-polishing the backing roll surface and re-coating the rubber material are required. Has been.
上記の状況に鑑みて、本願発明の課題は、塗工品質の安定化、メンテナンス頻度の軽減、および作業効率の向上が可能な製紙用コーターバッキングロールを提供することである。 In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a papermaking coater backing roll capable of stabilizing coating quality, reducing maintenance frequency, and improving work efficiency.
上記の課題を解決するための製紙用コーターバッキングロールは、ロール本体と、前記ロール本体と同心に最外層として設けられたライニング層とを備える。前記ライニング層の表面自由エネルギーは２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下である。 A papermaking coater backing roll for solving the above problems includes a roll body and a lining layer provided as an outermost layer concentrically with the roll body. The surface free energy of the lining layer is 25 × 10 −5 N / cm or less.
本発明の製紙用コーターバッキングロールによれば、塗工品質の安定化、メンテナンス頻度の軽減、および作業効率の向上が可能となる。 According to the coater backing roll for papermaking of the present invention, it is possible to stabilize the coating quality, reduce the maintenance frequency, and improve the work efficiency.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
本発明に従う製紙用コーターバッキングロールは、塗工装置において紙の表面を塗工する際に紙を支持するためのロールである。ここでは単に「バッキングロール」とも称する。また、ここにおいて「紙」とは、パルプ繊維を紙料として調製し、それを絡み合せて製造されたシート、ポリプロピレンフィルムなどのポリマーを紙料として用いて製造された合成シートおよび乾式不織布など、紙および紙と同様の用途に使用されるものをいう。 The coater backing roll for papermaking according to the present invention is a roll for supporting paper when the surface of the paper is coated in a coating apparatus. Here, it is also simply referred to as “backing roll”. In addition, "paper" here is prepared by using pulp fiber as a paper material, and entangled with it, a synthetic sheet manufactured using a polymer such as a polypropylene film as a paper material, and a dry nonwoven fabric. It is used for the same purposes as paper and paper.
図１は、バッキングロールの１例を示す斜視図である。バッキングロール１０は、円柱形状のロール本体１１と、ロール本体１１の円柱面に沿ってバッキングロール１０の最外層を構成する円筒形状のライニング層１２とを備える。また、図１に示すように、バッキングロール１０は、ロール本体１１の両端からそれぞれ延出した軸部１３ａおよび１３ｂを更に備えてもよい。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a backing roll. The
ロール本体１１の材質は高剛性材であればよく、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム合金、カーボンＦＲＰおよび鉄などであってもよいが、ステンレス鋼が好ましい。またロール本体１１は、空洞円柱形状であってもよく、中空円柱形状であってもよい。
The
軸部１３ａおよび１３ｂは、一般的にジャーナルとも呼ばれる。軸部１３ａと１３ｂは、ロール本体１１の両端を軸支する、および／または駆動部品と嵌合するために利用され、そのために選択された径と長さを有する。軸部１３ａおよび１３ｂは、所望に応じてその端部が更に加工されていてもよい。ロール本体１１と軸部１３ａおよび１３ｂは、一体的に形成されても、ロール本体１１と軸部１３ａおよび１３ｂとがそれぞれ別部品として形成され、更に組み合されることにより形成されてもよい。また、軸部１３ａおよび１３ｂは、ロール本体１１を貫通する１本の軸の両末端であってもよい。
The
ライニング層１２は、ロール本体１１と同心に、ロール本体１１の円柱面に対してこれを覆うように設けられている。ライニング層１２とロール本体１１とは、使用に耐えられるように互いに強固に接着されている。また、ライニング層１２とロール本体１１との間に更なる層が介在していてもよい。
The
ライニング層１２は、ライニング層１２の表面自由エネルギーが２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下、即ち、２５ｄｙｎ／ｃｍ以下を有する何れかのゴム材により構成されればよい。
The
表面自由エネルギーは、例えば、接触角測定機と濡れ試薬を用いて測定したデータから算出することができる。まず、互いに異なる表面張力を有する濡れ試薬を準備する。対象部材上にこれらの濡れ試薬のうちの１つを滴下し、その接触角θの１／２を測定角として接触角測定機により測定する。この操作を全ての濡れ試薬について行う。得られた複数の測定角についてｃｏｓθをそれぞれ算出する。縦軸に得られたｃｏｓθの値を、横軸に各濡れ試薬についての表面張力γ（ｄｙｎ／ｃｍ）をグラフにプロットする。このグラフでｃｏｓθ＝１のときの表面張力の値が対象部材の表面自由エネルギーの値となる。なお、表面自由エネルギーを求める方法は、上記の方法以外にも知られているが、それらの公知の何れの方法によっても同様に表面自由エネルギーを求めることが可能であり、それにより得られた値を表面自由エネルギーの値としてもよい。また、表面自由エネルギーは、ライニング層１２表面の材質に影響される。
The surface free energy can be calculated from, for example, data measured using a contact angle measuring machine and a wetting reagent. First, wetting reagents having different surface tensions are prepared. One of these wetting reagents is dropped on the target member, and the contact angle is measured with a contact angle measuring machine with 1/2 of the contact angle θ as a measurement angle. This operation is performed for all wet reagents. The cos θ is calculated for each of the obtained plurality of measurement angles. The value of cos θ obtained on the vertical axis is plotted on the graph, and the surface tension γ (dyn / cm) for each wetting reagent is plotted on the horizontal axis. In this graph, the value of the surface tension when cos θ = 1 is the value of the surface free energy of the target member. The method for obtaining the surface free energy is known in addition to the above method, but the surface free energy can be similarly obtained by any of these known methods, and the value obtained thereby. May be the surface free energy value. Further, the surface free energy is affected by the material of the
ライニング層１２が、表面自由エネルギーの値として２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下の値を有することにより、バッキングロール１０の表面は撥水性となり、濡れ難い性質が得られる。それにより、塗工液の付着や堆積が発生し難くなる。それにより、再研磨およびロールの交換の必要性が従来よりも低減され、バッキングロール１０は、従来よりも長い期間に亘り少ないメンテナンスで、またはメンテナンスフリーで塗工に使用することが可能となる。また、塗工液の付着が防止されることにより、付着に起因して生じるバッキングロール表面の凹みが防止できる。また、長時間に亘る使用においても、塗工液の浸透が防止でき、それによりバッキングロールの物性がより長い期間維持できる。
When the
また、ライニング層１２は、引張強度、引裂き強度、反発弾性、圧縮永久歪、表面粗さおよび強度の範囲が以下の範囲にあってもよい。
Further, the
ライニング層１２の引張強度は、６Ｍｐ以上、好ましくは８Ｍｐ以上であればよい。引張強度は、ＪＩＳ Ｋ６２５１−２０１０規格の引張試験により測定される。
The tensile strength of the
引裂き強度は、２０Ｎ/ｍｍ以上であればよい。引裂き強度は、ＪＩＳ Ｋ６２５２−２００７により測定される。 The tear strength may be 20 N / mm or more. The tear strength is measured according to JIS K6252-2007.
反発弾性は、４０％以上であればよい。反発弾性は、ＪＩＳ Ｋ６２５５−２０１３により規格される反発弾性試験であるリュプケ式試験またはトリプソ試験により測定される。 The impact resilience may be 40% or more. The rebound resilience is measured by a Rupke test or a trypso test which is a rebound resilience test standardized by JIS K6255-2013.
圧縮永久歪は、１５％未満であればよい。圧縮永久歪は、ＪＩＳ Ｋ６２６２−２０１３規格の常温、高温及び低温における圧縮永久ひずみの求め方により測定される。 The compression set may be less than 15%. The compression set is measured according to the method for obtaining compression set at normal temperature, high temperature and low temperature according to JIS K6262-2013 standard.
ライニング層１２の平均表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４規格表面粗さ Ｒａ ０．３以上であることが望ましいが、これに限定されるものではない。表面粗さは、例えば、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４表面粗さ Ｒａ ０．３〜１０.０μｍの範囲であってもよく、好ましくはＲａ ０．３〜５．０μｍの範囲である。
The average surface roughness of the
被覆層１４の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４規格に対応した表面粗さ測定器により測定される。
The surface roughness of the
ライニング層１２の硬さは、ＪＩＳ Ａ ６０〜８０であってよく、好ましくは６５〜７５、より好ましくは約７０である。硬さは、ＪＩＳ Ｋ６２５３−２０１２規格に対応したタイプＡのデュロメータを用いたデュロメータ硬さ試験により測定される。具体的には、ＪＩＳ Ａ硬さを測定できる何れかの計器、例えば、高分子計器株式会社製のＪＩＳ Ａ硬さ測定器によって測定されればよい。
The hardness of the
より好ましくは、ライニング層１２の表面自由エネルギーが２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下であり、且つ引張強度、引裂き強度、反発弾性および圧縮永久歪の範囲が上述の数値範囲にある。上述の通り、バッキングロールのライニング層が２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下の表面自由エネルギーを有することにより、塗工液の付着および堆積が防止され、更に、付着や堆積に起因する凹みが防止できるが、更に、ライニング層１２の物性、例えば、引張強度、引裂き強度、反発弾性および圧縮永久歪についての値のバランスによって更に良好な耐摩耗性および耐凹み性を得ることが可能となる。
More preferably, the surface free energy of the
ライニング層１２のためのゴム材は、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム若しくはクロロスルホン化ポリエチレン、またはこれらの何れか２種類以上の組み合わせなどから選択されればよい。ライニング層１２の好ましいゴム材の１例は、シリコーンゴムである。シリコーンゴムの例は、高温加硫型（ＨＴＶ）シリコーンゴム、低温加硫型（ＬＴＶ）シリコーンゴムおよび室温加硫型（ＲＴＶ）シリコーンゴム、並びにこれらの組み合わせである。
Examples of the rubber material for the
ライニング層１２は、１つの層または複数の層を含んでもよい。複数の層を含む場合、ライニング層１２は、互いに同じまたは互いに異なる種類のゴム材によりそれぞれ形成された複数の層を含めばよい。
The
バッキングロール１０は、例えば、次のように製造される。まず、所望に応じて軸部を有する所望の長さおよび径のロール本体を用意する。次に、ロール本体の表面をブラスト処理し接着剤を塗布する。別途、所望の配合比で所望の材料からなるゴム材原料を混練し、未加硫ゴムシートを作製する。ロール本体のブラスト処理された部分に接着剤を塗布し、そこに未加硫ゴムシートを巻き付け、成形、加硫する。次に、ロール本体の円柱面上に形成された加硫ゴムの表面を研磨する。加硫ゴム表面の研磨は、ロール本体と同心に行われる。これにより最終製品としてのバッキングロールを得る。
The
ここで、ゴム材原料は、原料ゴムと、所望の添加剤、例えば、加硫剤、加硫助剤、老化防止剤、加工助剤、充填剤および／または可塑剤などを含んでもよい。接着剤は、ゴム材に応じて適宜選択されればよい。 Here, the rubber material raw material may include a raw rubber and a desired additive such as a vulcanizing agent, a vulcanization aid, an anti-aging agent, a processing aid, a filler and / or a plasticizer. The adhesive may be appropriately selected according to the rubber material.
バッキングロールは、原料が液体の場合、次のように製造されてもよい。まず、所望に応じて軸部を有する所望の長さおよび径のロール本体を用意する。次に、ロール本体の表面をブラスト処理し、接着剤の塗布後、注型用モールドに型組する。別途、液体ゴム配合物を用意する。即ち、ゴム材原料などの所定の原料を所定の配合比で用意する。それらを攪拌して混合する。混合は所望に応じて減圧下で行ってもよい。これにより液体ゴム配合物を得る。次に、液体ゴム配合物を予め用意した注型用モールドに流し込む。これを硬化する。硬化は原料および配合比に応じた適切な条件で行えばよく、所望に応じて二次加硫する。得られた硬化物をロール本体と一緒に注型用モールドから取り出し、表面研磨を行い、ロール本体の円柱面にライニング層を形成する。これにより最終製品としてのバッキングロールを得る。 When the raw material is a liquid, the backing roll may be manufactured as follows. First, a roll body having a desired length and diameter having a shaft portion is prepared as desired. Next, the surface of the roll body is blasted, and after application of the adhesive, it is assembled into a casting mold. Separately, a liquid rubber compound is prepared. That is, a predetermined raw material such as a rubber material is prepared at a predetermined blending ratio. They are stirred and mixed. Mixing may be performed under reduced pressure as desired. This gives a liquid rubber formulation. Next, the liquid rubber compound is poured into a casting mold prepared in advance. This is cured. Curing may be performed under appropriate conditions according to the raw materials and the mixing ratio, and secondary vulcanization is performed as desired. The obtained cured product is taken out from the casting mold together with the roll body, and surface polishing is performed to form a lining layer on the cylindrical surface of the roll body. As a result, a backing roll as a final product is obtained.
接着剤は、ゴム材に応じて適宜選択されればよい。 The adhesive may be appropriately selected according to the rubber material.
また例えば、この方法により、ライニング層を構成するゴム材としてシリコーンゴムを用いるバッキングロールが製造されてもよい。ゴム材原料は、原料ゴムとしてのシリコーンポリマー、所望の添加剤、例えば、触媒、加工助剤および充填剤などを含んでよい。この場合、例えば、ゴム材原料の混合は、プラネタリミキサなどにより行われ、真空脱泡された後に、注型用モールドに流入される。 Further, for example, a backing roll using silicone rubber as a rubber material constituting the lining layer may be manufactured by this method. The rubber material raw material may contain a silicone polymer as a raw material rubber and desired additives such as a catalyst, a processing aid and a filler. In this case, for example, the mixing of the rubber material is performed by a planetary mixer or the like, and after being degassed by vacuum, it flows into the casting mold.
製造方法の例を示したが、バッキングロールの製造におけるライニング層の形成方法は、これらの例に限定されるものではなく、用いられるゴム材原料の配合および配合比に応じて適宜選択されればよい。例えば、ミラブルタイプのゴムの場合、シート巻成型、リボン成型および押出成型など、液状タイプのゴムの場合、金型への注型およびブレードコーティング、またはノンサグタイプの場合、回転成形などが利用されてもよい。 Although the example of the manufacturing method was shown, the method of forming the lining layer in the manufacturing of the backing roll is not limited to these examples, and may be appropriately selected according to the blending and blending ratio of the rubber material used. Good. For example, in the case of millable type rubber, sheet winding molding, ribbon molding and extrusion molding, etc. In the case of liquid type rubber, casting and blade coating to the mold, or in the case of non-sag type, rotational molding may be used. Good.
更なる態様として、バッキングロール１０は、ライニング層１２の外側に、更に被覆層を備えてもよい。以下に、被覆層を備えるバッキングロールの例について図２を参照しながら説明する。
As a further aspect, the
図２は、更なるバッキングロールの例を示す斜視図である。図２に示すバッキングロール１０は、円柱形状のロール本体１１と、ロール本体１１と同心にその円柱面に沿って円筒形状の肉厚のライニング層１２と、ライニング層１２の円柱面を覆っている被覆層１４とを備える。被覆層１４は、ロール本体１１と同心にバッキングロール１０の最外層を構成する。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a further backing roll. A
被覆層１４は、表面自由エネルギーが２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下を有する何れかのゴム材またはそれ自身公知の何れかの種類の樹脂により構成されればよい。
The
被覆層１４に使用されるゴム材は、例えば、上述した何れのゴム材であってもよい。被覆層１４に使用できる好ましい樹脂は、フッ素樹脂である。フッ素樹脂の例は、ポリテトラフルオロエチレンなどの完全フッ素化樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンおよびポリフッ化ビニルなどの部分フッ素化樹脂、並びにペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、エチレン・四フッ化エチレン共重合体およびエチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体などのフッ素化樹脂共重合体などを含む。また、被覆層１４の厚さは、例えば０．１〜２ｍｍである。この厚さであることにより、被覆層１４は、２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下の表面自由エネルギーをライニング層１２に与えると同時に、ライニング層１２を構成するゴム材の物性を活かすことが可能となる。バッキングロール１０が被覆層１４を備える場合には、被覆層１４の表面自由エネルギーがライニング層の表面エネルギーとして作用すればよい。また、被覆層１４を構成する樹脂とライニング層１２を構成するゴム材との何れの表面自由エネルギーも常に２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下となるような材質を選択することにより、バッキングロール１０の表面が摩耗した後においても表面エネルギーを継続して２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下に保つことができるのでより好ましい。
The rubber material used for the
このような被覆層１４を備えるバッキングロールの製造は、上述した方法により得られたバッキングロールに対して被覆層１４を形成すればよい。即ち、上述で得られたバッキングロールのライニング層の円柱面に対して被覆層を形成する。
The production of the backing roll provided with such a
被覆層の形成は、例えば、次のように行ってよい。まず、熱収縮前に、ライニング層の直径よりも大きい直径を持ち、かつ、ライニング層の直径よりも小さい直径に収縮する、市販の熱収縮タイプの樹脂チューブを被覆体として用意する。この被覆体の内側に沿って、ライニング層を備えるロール本体を挿入する。その後、加熱することによって被覆体を収縮させ、ライニング層に密着させる。これにより被覆層が形成され、最終製品として、被覆層を備えるバッキングロールが得られる。 The coating layer may be formed as follows, for example. First, before heat shrinkage, a commercially available heat shrink type resin tube having a diameter larger than the diameter of the lining layer and shrinking to a diameter smaller than the diameter of the lining layer is prepared as a covering. A roll body provided with a lining layer is inserted along the inside of the covering. Thereafter, the coated body is contracted by heating and is brought into close contact with the lining layer. Thereby, a coating layer is formed, and a backing roll having the coating layer is obtained as a final product.
被覆体とライニング層との間に接着剤を介在させて、密着性を高めてもよい。接着剤は被覆体とライニング層の材質に応じて選択すればよい。また所望に応じて被覆層の表面をロール本体と同心に研磨してもよい。 Adhesiveness may be interposed between the covering and the lining layer to enhance adhesion. What is necessary is just to select an adhesive agent according to the material of a coating body and a lining layer. If desired, the surface of the coating layer may be polished concentrically with the roll body.
次に、図３を参照しながら、バッキングロールの使用例について説明する。バッキングロールは、製紙用コーターバッキングロールとして使用される。図３は、一般的なブレードコーター方式塗工装置によって帯状の紙（即ち、帯状紙）の表面を塗工する工程を示す略図である。ブレードコーター方式塗工装置は、塗工されるべき帯状紙の表側表面に対して塗工液を塗布するための第１の塗工部と、帯状紙の裏側表面に対して塗工液を塗布するための第２の塗工部とを備える。図３には、これらの２つの塗工部のうちの一方の表側表面に塗工するための第１の塗工部を示す。 Next, a usage example of the backing roll will be described with reference to FIG. The backing roll is used as a papermaking coater backing roll. FIG. 3 is a schematic diagram showing a process of coating the surface of a strip-shaped paper (that is, a strip-shaped paper) by a general blade coater type coating apparatus. The blade coater type coating device applies the coating liquid to the first coating portion for applying the coating liquid to the front surface of the belt to be coated and the back surface of the belt. And a second coating part. In FIG. 3, the 1st coating part for apply | coating to the front side surface of one of these two coating parts is shown.
塗工部３１において塗工されるべき帯状紙３２を支持し、且つ帯状紙３２を下方から上方に向けて進行させるために回転するバッキングロール１０と、バッキングロール１０によって進行される帯状紙３２の表側表面に対して塗工液３４を塗布するためのアプリケータロール３５と、帯状紙３２に塗布された余分な塗工液３４を掻き取り、塗工面を平滑にするためのドクターブレード３６と、アプリケータロール３５に対して塗工液３４を供給するためのメータリングロール３７と、メータリングロール３７に塗工液３４を供給するための塗工液パン３８とを備える。
The
アプリケータロール３５は、帯状紙３２を挟んでバッキングロール１０と対向して配置される。ドクターブレード３６は、帯状紙３２の表側表面またはそこに塗布された塗工液に接触するように配置される。必要に応じて、ドクターブレード３６は、帯状紙３２を介在してバッキングロール１０に対して押圧される。バッキングロール１０、アプリケータロール３５およびメータリングロール３７は、それぞれの軸が互いに平行になるように配置されている。このような塗工部３１の場合、帯状紙３２を塗工する際に各ロールは次のように回転する。バッキングロール１０は反時計回りに回転する。アプリケータロール３５は時計回りに回転する。メータリングロール３７は、反時計回りに回転する。なお、図３では、各ロールの回転方向と帯状紙３２の進行方向を矢印により示す。
The
塗工液パン３８は塗工液３４を収容している。塗工液３４中に、メータリングロール３７の一部分が浸漬される。浸漬によってメータリングロール３７表面に付着された塗工液３４は、メータリングロール３７の回転によって連続してアプリケータロール３５へと運ばれる。メータリングロール３７とアプリケータロール３５との接触によって、メータリングロール３７表面の塗工液３４は、アプリケータロール３５表面に移行して密着される。進行している帯状紙３２の表側表面にアプリケータロール３５を接触させることによって、アプリケータロール３５表面の塗工液３４は、帯状紙３２の表側表面に塗布される。
The
帯状紙３２の裏側表面に対して塗工液を塗布するための更なる塗工部は、基本的に塗工部３１と同じ構成を備える。例えば、帯状紙３２は、表側表面が塗工された後に、帯状紙３２は、裏側表面を塗工するために更なる塗工部に送られる。更なる塗工部では、帯状紙３２の表側表面側にバッキングロールが接触し、帯状紙３２を支持する。アプリケータロールは、帯状紙３２を介してバッキングロールに対向して配置され、帯状紙３２の裏側表面に塗工液を付着させる。余分な塗工液および塗工カスなどがバッキングロールに対向して配置されたドクターブレードにより掻き取られる。
The further coating part for applying the coating liquid to the back side surface of the belt-
本発明によるバッキングロールによれば、バッキングロール表面への塗工液付着が少なく、ロール表面の汚れが少ないため、機上でのメンテナンスが軽減できる。また、ロール表面への塗工液付着が低減されれば、帯状紙を介するドクターブレードのバッキングロールへの接触を解消できる。その場合、バッキングロールに対するドクターブレードの接地圧をなくすことが可能となり、原紙エッチやロールエッチの位置における変形が発生しない、または減少できる。従って、塗工液カス付着による、ロール表面への衝撃、接圧によるダメージが少なく、ロール表面の傷つきが少ない。このような効果は、ライニング層の表面自由エネルギーが２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下であることによる。 According to the backing roll of the present invention, there is little adhesion of the coating liquid to the surface of the backing roll and there is little dirt on the roll surface, so that maintenance on the machine can be reduced. Further, if adhesion of the coating liquid to the roll surface is reduced, contact of the doctor blade with the backing roll via the belt-like paper can be eliminated. In that case, it becomes possible to eliminate the contact pressure of the doctor blade with respect to the backing roll, and deformation at the position of the base paper etch or roll etch does not occur or can be reduced. Therefore, the impact on the roll surface due to adhesion of the coating liquid residue and the damage due to the contact pressure are small, and the roll surface is hardly damaged. Such an effect is due to the surface free energy of the lining layer being 25 × 10 −5 N / cm or less.
また、ライニング層の引張強度、引裂き強度、反発弾性および圧縮永久歪の範囲を調整することにより、ドクターブレードとの接触において、ロール表面の摩耗を低減し、それによりロール交換期間を延長することができる。また、断紙によるローラへの紙の巻付きや、塗工液カス付着などによるロール表面への衝撃および接圧によるダメージを低減することができ、ロール表面の傷つきを低減することができる。 Also, by adjusting the range of tensile strength, tear strength, impact resilience and compression set of the lining layer, it is possible to reduce the wear of the roll surface in contact with the doctor blade and thereby extend the roll replacement period. it can. In addition, it is possible to reduce damage to the roll surface due to impact and contact pressure due to paper wrapping around the roller due to paper breakage, adhesion of coating liquid residue, and the like, and damage to the roll surface can be reduced.
従来におけるバッキングロールの開発は、変形および摩耗などの改善に主眼が置かれ、強度など物理的な特性が優れる材質の検討を行われてきた。また、水系の塗工剤を塗布しているため、耐水性の検討が行われてきた。そして、塗工液の付着を防止するためには、合成ゴムへの離型剤添加や、無機物添加の検討が行われてきたが、変形や摩耗などへの配慮として物理的強度が重視されてきた。本発明では、表面エネルギーに初めて注目し、鋭意研究を行った結果、表面自由エネルギーが、２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下である製紙用コーターバッキングロールによれば、塗工剤および塗工カスの付着を防止することによって、塗工剤付着防止効果が得られることが明らかとなった。また、それは凹みの防止にも寄与することも明らかとなった。このような発見に基づいて本願発明は達成された。更にまた、シリコーンゴム材質は一般的に物理的強度が一般的な合成ゴム（ＮＲ、ＳＲＢ、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＥＰＤＭなど）に比べて劣ると考えられているが、種々の物性、例えば、引張強度、反発弾性および圧縮永久歪の良好なバランスについて検討し、良好な条件を明らかにすることによって、更に、耐摩耗性および耐凹み性により優れた、塗工に適する物理的強度を有する製紙用コーターバッキングロールを提供することが可能となった。 In the development of backing rolls in the past, the focus has been on improving deformation and wear, and materials having excellent physical properties such as strength have been studied. In addition, since a water-based coating agent is applied, water resistance has been studied. In order to prevent the coating liquid from adhering, addition of a release agent to the synthetic rubber and addition of inorganic substances have been studied, but physical strength has been emphasized as a consideration for deformation and wear. It was. In the present invention, as a result of first paying attention to the surface energy and conducting intensive studies, the coating agent and the coating residue are obtained according to the papermaking coater backing roll having a surface free energy of 25 × 10 −5 N / cm or less. It has been clarified that the effect of preventing adhesion of the coating agent can be obtained by preventing adhesion of the coating material. It also became clear that it contributes to the prevention of dents. The present invention has been achieved based on such findings. Furthermore, silicone rubber materials are generally considered to be inferior in physical strength to general synthetic rubbers (NR, SRB, NBR, H-NBR, EPDM, etc.), but various physical properties such as Papers that have a physical strength suitable for coating that is more excellent in wear resistance and dent resistance by investigating a good balance of tensile strength, impact resilience and compression set, and clarifying good conditions Coater backing rolls can be provided.
例えば、ドクターブレードを用いて塗工を行う場合、ドクターブレードが接地圧を伴ってバッキングロールと接触して配置されことにより原紙エッヂやロールエッヂの位置に変形が発生し易い。変形は、バッキングロール表面の凹みや摩耗の要因となる。また変形は、例えば、以下のような塗工開始時、塗工厚みの調整および多種類・多寸法の紙の塗工の際になどに生じる。例えば、塗工開始時においては、塗工液の持ち出しを嫌うために、ドクターブレード接地圧を強めに設定する。また、塗工中では、紙の巻取形状を整える目的として、両端エッヂ付近の塗工厚みを薄くする工夫を行う。そのため、バッキングロールのエッヂ部では、ドクターブレード圧が高くなり、且つ端部においては軸方向にゴムが逃げるためにロール変形度合が大きくなり、表面ゴムの欠けや摩耗となり易い。ロールエッヂが摩耗すると、塗工液の飛び跳ねとなり、塗工品質ムラの要因となる。ロールエッヂは摩耗してきた場合、ロール交換を行って、研磨メンテナンスが必要となる。また、異なる種類や異なる寸法の紙を連続して塗工する場合には、紙エッヂ部に対応する部分のロールに凹みなどの変形が生じる。また、塗工により生じた塗工カスによってもロール表面は変形する。このような変形は、ロールを塗工装置から外さずに機上で頻繁に表面および紙エッヂ部をサンディングするか、或いは塗工装置から外して表面を研磨するか、ロールからライニング層を取り除き、再度ライニング層を形成する必要が生じる。例えば、サンディングは、塗工液の付着・ロール表面の面荒れ・紙エッヂ部での変形を修復するために行われるものであるが、頻繁なサンディングは生産性を悪化させる。 For example, when coating is performed using a doctor blade, the position of the base paper edge or roll edge is likely to be deformed by the doctor blade being placed in contact with the backing roll with contact pressure. Deformation causes a dent or wear on the backing roll surface. Deformation occurs, for example, at the start of coating as described below, at the time of coating thickness adjustment, and coating of various types and sizes of paper. For example, at the start of coating, the doctor blade ground pressure is set to be strong in order to dislike taking out the coating liquid. Also, during coating, a device is made to reduce the coating thickness near the edge of both ends for the purpose of adjusting the winding shape of the paper. Therefore, the doctor blade pressure is high at the edge portion of the backing roll, and the rubber is escaping in the axial direction at the end portion, so that the degree of roll deformation is large, and surface rubber is likely to be chipped or worn. When the roll edge is worn, the coating liquid jumps and causes uneven coating quality. When the roll edge is worn, it is necessary to replace the roll and perform polishing maintenance. In addition, when different types or different sizes of paper are continuously applied, deformation such as dents occurs in a portion of the roll corresponding to the paper edge portion. The roll surface is also deformed by the coating residue generated by the coating. Such deformation can be achieved by frequently sanding the surface and paper edge on the machine without removing the roll from the coating device, or removing the coating device and polishing the surface, or removing the lining layer from the roll, It becomes necessary to form a lining layer again. For example, sanding is performed to repair adhesion of coating liquid, surface roughness of the roll surface, and deformation at the paper edge portion, but frequent sanding deteriorates productivity.
本発明のバッキングロールは、塗工液や塗工カスの付着を防止するに優れている。そのために、ドクターブレードの接地圧を低減するまたはなくすことも可能になる。このように本発明のバッキングロールを使用することにより、塗工品質が安定化され、メンテナンス頻度が大幅に軽減され、作業効率が向上される。 The backing roll of the present invention is excellent in preventing adhesion of a coating liquid or coating residue. Therefore, it becomes possible to reduce or eliminate the contact pressure of the doctor blade. Thus, by using the backing roll of the present invention, the coating quality is stabilized, the maintenance frequency is greatly reduced, and the working efficiency is improved.
また特に、ライニング層の表面自由エネルギーが２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下であり、種々の物性、例えば、引張強度、引裂き強度、反発弾性および圧縮永久歪の大きさが良好なバランスすることにより、塗工液の付着や堆積の防止、変形に対する強さまたは復元性、耐摩耗性および耐凹み性が格段に優れたバッキングロールが提供される。それにより、ドクターブレードの接地圧が高い場合であっても、必然的に生じる変形（即ち、凹み）からの優れた復元力が提供される。 In particular, the surface free energy of the lining layer is 25 × 10 −5 N / cm or less, and various physical properties such as tensile strength, tear strength, impact resilience, and compression set have a good balance. Thus, a backing roll is provided that is excellent in adhesion and deposition prevention of coating liquid, strength or resilience against deformation, abrasion resistance and dent resistance. Thereby, even when the contact pressure of the doctor blade is high, an excellent restoring force from the inevitably occurring deformation (ie, dent) is provided.
例
例１．物性試験
ライニング層のための種々ゴム材を作製し、それらの物性を比較した。
Examples Example 1. Physical property test Various rubber materials for the lining layer were prepared and their physical properties were compared.
３種類の原料ゴムをそれぞれゴム単独で加硫し、３種類のゴムを製造した。 Three kinds of raw rubbers were vulcanized with rubber alone to produce three kinds of rubbers.
実施例１ シリコーンゴム
ゴム材原料は次の通りである：原料ゴムとしてシリコーンポリマー（ＫＥ７１７０Ｕ 信越化学工業製）１００重量部、架橋剤Ｃ−８（信越化学工業製）３重量部を混練して未加硫ゴムシートを作製しこれを加硫した。得られたシリコーンゴムの表面を研磨し、実施例１のシリコーンゴムを得た。
Example 1 Silicone rubber The rubber material is as follows: 100 parts by weight of a silicone polymer (KE7170U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 3 parts by weight of a crosslinking agent C-8 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) A vulcanized rubber sheet was prepared and vulcanized. The surface of the obtained silicone rubber was polished to obtain the silicone rubber of Example 1.
実施例２ シリコーンゴム
ゴム材原料は次の通りである：原料ゴムとしてシリコーンポリマー（ＫＥ８７０Ｕ 信越化学工業製）１００重量部、架橋剤Ｃ−８（信越化学工業製）３重量部。
Example 2 Silicone rubber The rubber material is as follows: 100 parts by weight of a silicone polymer (KE870U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 3 parts by weight of a crosslinking agent C-8 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a raw material rubber.
ゴム材原料を混練して未加硫ゴムシートを作製しこれを加硫した。得られたシリコーンゴムの表面を研磨し、実施例２のシリコーンゴムを得た。 A rubber material was kneaded to prepare an unvulcanized rubber sheet and vulcanized. The surface of the obtained silicone rubber was polished to obtain the silicone rubber of Example 2.
比較例１ アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）
ゴム材原料は次の通りである。原料ゴムとしてアクリロニトリルブタジエンゴム（Ｎｉｐｏｌ１０４２ 日本ゼオン製）１００重量部、酸化亜鉛５重量部、ステアリン酸１重量部、シリカ１０重量部、カーボンブラック（ＨＡＦ）２５重量部、フタル酸ビス（２−エチルヘキシル）（ＤＯＰ）１０重量部、２，６−ジ−第３ブチル−４−メチルフェノール（ＢＨＴ）１重量部、加硫促進剤としてＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ）１重量部、イオウ２．０重量部。
Comparative Example 1 Acrylonitrile butadiene rubber (NBR)
The rubber material is as follows. 100 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber (Nipol 1042 made by Nippon Zeon) as raw rubber, 5 parts by weight of zinc oxide, 1 part by weight of stearic acid, 10 parts by weight of silica, 25 parts by weight of carbon black (HAF), bis (2-ethylhexyl) phthalate (DOP) 10 parts by weight, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT) 1 part by weight, N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide (CBS) 1 part by weight as a vulcanization accelerator , 2.0 parts by weight of sulfur.
ゴム材原料を混練して未加硫ゴムシートを作製し、これを加硫した。得られたＮＢＲの表面を研磨し、比較例１のＮＢＲゴムを得た。 A rubber material was kneaded to produce an unvulcanized rubber sheet, which was vulcanized. The surface of the obtained NBR was polished to obtain the NBR rubber of Comparative Example 1.
上記実施例１および実施例２、並びに比較例１のゴムについてＪＩＳ規格に従って物性を測定した。その結果を表１に示す。
実施例１、実施例２および比較例１のゴムは、何れもＪＩＳ Ａ ７０とした。実施例１、実施例２および比較例１のゴムの表面自由エネルギーは、それぞれ２０×１０−５Ｎ／ｃｍ、２１×１０−５Ｎ／ｃｍおよび３８×１０−５Ｎ／ｃｍであった。 The rubbers of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 were all JIS A70. The surface free energies of the rubbers of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 were 20 × 10 −5 N / cm, 21 × 10 −5 N / cm, and 38 × 10 −5 N / cm, respectively.
例２．バッキングロールに対する試験
（１）バッキングロールの製造
実施例１および実施例２、並びに比較例１のゴム材をライニング層として各々備えるバッキングロールを各々製造した。使用したゴム材原料は上述の通りである。
Example 2. Test for backing roll (1) Production of backing roll A backing roll comprising the rubber materials of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 as lining layers was produced. The rubber material used was as described above.
芯金として、ロール本体とその両端にそれぞれ軸部を備える鉄製の芯金を用意した。ロール本体の外径は３００ｍｍであり、長さは３００ｍｍである。ライニング層の厚みは２５ｍｍとした。 As the core metal, an iron core metal having a roll body and shaft portions at both ends thereof was prepared. The outer diameter of the roll body is 300 mm and the length is 300 mm. The thickness of the lining layer was 25 mm.
実施例１および実施例２、並びに比較例１のバッキングロールは次のように製造した。ゴム材原料を混練して未加硫ゴムシートを作製した。芯金のロール本体の円柱面をブラスト処理した。ブラスト処理した部分に接着剤を塗布し、そこに、未加硫ゴムシートを巻き付けて成型し、これを加硫した。次に、ロール本体の円柱面上に形成された加硫ゴム表面を研磨した。 The backing rolls of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were manufactured as follows. A rubber material was kneaded to prepare an unvulcanized rubber sheet. The cylindrical surface of the core metal roll body was blasted. An adhesive was applied to the blasted portion, an unvulcanized rubber sheet was wound around the portion, molded, and vulcanized. Next, the vulcanized rubber surface formed on the cylindrical surface of the roll body was polished.
以下の試験では、実施例１および実施例２、並びに比較例１の何れのバッキングロールについても、上述の製造方法によってそれぞれ製造された新しいバッキングロールを使用した。 In the following tests, new backing rolls manufactured by the above-described manufacturing method were used for any of the backing rolls of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1.
（２）濡れ性試験（その１）
実施例１および実施例２、並びに比較例１のバッキングロールの表面について濡れ性試験を行った。試験は、温度２３℃、湿度４８％の雰囲気で、接触角測定機と水を用いて行った。ロールの軸が載置面に対して平行になるようにロールを載置面に置いた。ロールの円柱面頂部に対して、１００μＬの量の水滴を静かに滴下した。その３０秒後と１８０秒後とに接触角を測定した。図４に示すように、接触角θは、ロール表面と水滴との界面である水平線４１と水滴の液滴端での接線４２とがなす角と定義される。図４（ａ）に示すようにθの値が大きい程、撥水性が高く濡れ難いことを示す。図４（ｂ）に示すようにθの値が小さい程、親水性が高く濡れ易いことを示す。また、実施例１および実施例２、並びに比較例１における接触角の大きさを比較し易くするために、各ロールの表面粗さは何れもＲａ １．６とし、最大粗さ（Ｒｚ）は９．９とした。結果を表２に示す。
A wettability test was performed on the surfaces of the backing rolls of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. The test was conducted using a contact angle measuring machine and water in an atmosphere of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 48%. The roll was placed on the placement surface so that the roll axis was parallel to the placement surface. A water droplet of 100 μL was gently dropped on the top of the cylindrical surface of the roll. The contact angle was measured after 30 seconds and after 180 seconds. As shown in FIG. 4, the contact angle θ is defined as an angle formed by a
表２の結果から、実施例１および実施例２は、比較例１に比べて、３０秒後においても１８０秒後においてもいずれも大きな接触角を有し、且つ接触角の経時的な変化は小さかった。また、実施例１は、実施例２に比べて３０秒後の接触角が大きかった。また、比較例１の接触角の経時的な変化は、実施例１および実施例２と比べて最も大きかった。１８０秒後の接触角は１１７°であり更に時間を経た後には更に接触角は小さくなることが予測された。以上の結果から、実施例１および実施例２は、撥水性であると評価されたが、実施例１の方が実施例２よりも高い撥水性を示した。比較例１については親水性であると評価された。また、実施例１および実施例２については、更に長時間に亘って観察を続けた場合には、何れも長時間に亘り塗工液を弾き、水滴が浸透しないという効果が予測された。比較例１についても同様に更に長時間に亘って観察を続けた場合には、塗工液が馴染み、浸透するなどの影響が生じることが予測された。 From the results of Table 2, Example 1 and Example 2 both have a larger contact angle after 30 seconds and after 180 seconds than Comparative Example 1, and the change in contact angle over time is It was small. Also, Example 1 had a larger contact angle after 30 seconds than Example 2. Further, the change with time of the contact angle in Comparative Example 1 was the largest as compared with Example 1 and Example 2. The contact angle after 180 seconds was 117 °, and it was predicted that the contact angle would become smaller after a further time. From the above results, Example 1 and Example 2 were evaluated as having water repellency, but Example 1 showed higher water repellency than Example 2. Comparative Example 1 was evaluated as hydrophilic. Moreover, about Example 1 and Example 2, when observation was continued for a long time, the effect that a coating liquid was repelled for a long time and a water droplet did not osmose | permeate was estimated. Similarly, when the observation was continued for a longer time in Comparative Example 1 as well, it was predicted that the coating solution would be affected and penetrated.
（３）浸透試験
実施例１および実施例２、並びに比較例１のバッキングロールを用いて浸透試験を行った。この試験により、温水または塗工液中にバッキングロールのライニング層から採取したゴム材を浸漬し、そこにどの程度の温水または塗工液が浸透するかを調べた。ゴム材は、バッキングロールから１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍの大きさのゴム片としてそれぞれ採取した。それぞれのゴム片を３００ｍＬの量の温水または塗工液中に浸漬した。温水の温度は試験の開始から終了時まで６０℃に維持した。浸漬開始時と浸漬終了時にＪＩＳ Ｋ６２５３−２０１２規格に対応したタイプＡのデュロメータを用いたデュロメータ硬さ試験によって測定した。浸漬は、温水については２週間行い、塗工液については２４時間行った。
(3) Penetration test Penetration tests were conducted using the backing rolls of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. By this test, the rubber material collected from the lining layer of the backing roll was immersed in warm water or a coating solution, and it was examined how much warm water or the coating solution penetrated there. The rubber material was each collected as a rubber piece having a size of 1 cm × 1 cm × 1 cm from the backing roll. Each rubber piece was immersed in 300 mL of warm water or a coating solution. The temperature of the hot water was maintained at 60 ° C. from the start to the end of the test. It measured by the durometer hardness test using the durometer of the type A corresponding to JISK6253-2012 specification at the time of immersion start and the completion | finish of immersion. The immersion was performed for 2 weeks for warm water and for 24 hours for the coating solution.
使用した塗工液はコート紙用の塗工液を用いた。成分は、クレー（カオリン）や炭酸カルシウムなどの白色顔料と、デンプンなどの接着剤(バインダー)であり、それらを混合したものである。その結果を表３に示す。
温水および塗工液の何れに浸漬した場合も、実施例１および実施例２、並びに比較例１の何れにもいても硬さ変化はＪＩＳ Ａ−１であった。実施例１および実施例２は、比較例１と比べて重量変化率は小さかった。実施例１および実施例２については、温水での重量変化率は＋０．２１であり塗工液での重量変化率は＋０．２３であり、大きな相違はなかった。比較例１については、温水では＋３．１５の重量変化率があり、塗工液では＋０．７２であった。 When immersed in either warm water or coating solution, the hardness change was JIS A-1 in any of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. In Example 1 and Example 2, the weight change rate was smaller than that in Comparative Example 1. About Example 1 and Example 2, the weight change rate in warm water was +0.21, and the weight change rate in a coating liquid was +0.23, and there was no big difference. Regarding Comparative Example 1, the warm water had a weight change rate of +3.15, and the coating liquid was +0.72.
（４）濡れ性試験（その２）
実施例１および実施例２、並びに比較例１のバッキングロールの表面についてそれぞれ濡れ性試験を行った。バッキングロールの軸部を駆動装置に取り付けて回転させた状態で、その表面に塗工液を直接塗布した。回転を停止させた後に、表面の状態を観察した（第１の観察）。再度、バッキングロールを回転させ、ドクターブレードによって表面の塗工液を掻き取った。その後、回転を停止して表面の状態を観察した（第２の観察）。その結果は次の通りである。
(4) Wettability test (Part 2)
A wettability test was performed on the surfaces of the backing rolls of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, respectively. With the shaft portion of the backing roll attached to the drive device and rotated, the coating liquid was directly applied to the surface. After stopping the rotation, the surface condition was observed (first observation). The backing roll was rotated again, and the surface coating solution was scraped off with a doctor blade. Then, rotation was stopped and the surface state was observed (second observation). The results are as follows.
第１の観察の結果
実施例１と実施例２に塗布された塗工液は、それらの表面で水滴状に弾かれていた。それに対して、比較例１に塗布された塗工液は、その表面に全体を万遍なく白く覆っていた。
As a result of the first observation, the coating liquids applied in Example 1 and Example 2 were repelled in the form of water droplets on their surfaces. On the other hand, the coating liquid applied to Comparative Example 1 covered the entire surface uniformly white.
第２の観察の結果
実施例１と実施例２に塗布された塗工液は、ドクターブレードによりきれいに掻き取ることができた。それに対して、比較例１に塗布された塗工液は、ドクターブレードにより掻き取った後も全体に薄らと残っていた。
As a result of the second observation, the coating liquid applied to Examples 1 and 2 could be scraped cleanly with a doctor blade. On the other hand, the coating liquid applied to Comparative Example 1 remained thin even after scraping with a doctor blade.
以上の結果から、実施例１および実施例２では、バッキングロール表面に撥水性があり、塗工液を弾いて浸透しないことが明らかになった。 From the above results, in Example 1 and Example 2, it was revealed that the backing roll surface has water repellency and does not penetrate by repelling the coating liquid.
（５）表面摩耗試験
実施例１および実施例２、並びに比較例１のバッキングロールの表面についてそれぞれ表面摩耗試験を行った。バッキングロールの軸部を駆動装置に取り付け、その表面にドクターブレードを３ｋｇの圧力のドクター圧で押し付けた状態で１８０分間に亘り４５０ｍ／ｍｉｎの速度で回転させた。回転中のロール表面温度は６０℃であった。その後、回転を停止させ、バッキングロール表面の変化を観察した。ドクターブレードとして、ステンレス板（ＳＵＳ板）を使用した。その結果を表４に示す。
実施例１の表面は、回転以前の初期の状態と変化がなかった。即ち、ドクターブレードによる摩耗および変形などは観察されなかった。それに対して、比較例１の表面には摩耗筋が観察された。更に実施例２の表面には、比較例１よりも多く、且つ深い摩耗筋が観察された。 The surface of Example 1 was not changed from the initial state before rotation. That is, no wear or deformation by the doctor blade was observed. On the other hand, wear lines were observed on the surface of Comparative Example 1. Furthermore, more and more deep wear streaks were observed on the surface of Example 2 than in Comparative Example 1.
（６）耐久試験
バッキングロールが変形されるときには、瞬間的に変形を受ける場合と、一定時間同じ変形を受け続ける場合とがある。一般的な試験方法としては、循環的な変形に対する復元機能の評価のために反発弾性（通常「リバウンド試験」により測定される）が測定される。一定時間同じ変形を受ける場合には、圧縮永久歪み試験を行うことにより測定できる。
(6) Durability test When the backing roll is deformed, there are cases where it is momentarily deformed and where the same deformation is continued for a certain time. As a general test method, rebound resilience (usually measured by a “rebound test”) is measured for evaluation of a restoring function against cyclic deformation. When subjected to the same deformation for a certain time, it can be measured by performing a compression set test.
ここでは耐久試験として、実施例１および実施例２、並びに比較例１のバッキングロールの表面のそれぞれに対して、２種類の衝撃を続けて与え、その影響を観察した。耐久試験に使用した試験機について図５を用いて説明する。図５は、試験機の模式図である。実施例１および実施例２、並びに比較例１のバッキングロール１０、５１または５２と金属ロール５３とを互いの軸が平行になるようにバッキングロール１０、５１または５２が上方になるように上下に配置して、それぞれの軸部を駆動装置に取り付けた。バッキングロール１０、５１または５２は時計回りに回転させ、金属ロールは反時計回りに回転させることによりニップ走行させた。何れの試験も同じ回転条件とした。回転条件は次の通りである：回転速度４５０ｍ／ｍｉｎ（４１０ｒｐｍ）、温度：６０℃、ニップ圧：１０ｋｇ／ｃｍ、１８０分間連続運転。
Here, as an endurance test, two types of impacts were continuously applied to each of the surfaces of the backing rolls of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, and the effects were observed. The testing machine used for the durability test will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of a testing machine. The
まず、操業中の断紙による、ロール表面への紙の巻き付きを想定し、ロール表面の高さを不均一にするために、実施例１のバッキングロールに対して帯状紙を軸方向に平行してずらしながら巻き付けた。その後、ニップ走行させた。１８０分後、回転を止めて巻付いている紙を除去して表面を観察した。引き続いて実施例１のバッキングロールをニップ走行させ、回転している２つのロールの間に塗工液を含浸させ、無造作に丸めた約３００ｇの紙塊を投入した。その後、回転を停止して表面を観察した。実施例２および比較例１についてもそれぞれ同様に試験を行った。 First, in order to make the roll surface uneven by assuming that the paper rolls around the roll surface due to a paper break during operation, the belt-like paper is parallel to the axial direction with respect to the backing roll of Example 1. Wrapped while staggering. Thereafter, the nip was run. After 180 minutes, the rotation was stopped and the wound paper was removed to observe the surface. Subsequently, the backing roll of Example 1 was nip-runned, the coating liquid was impregnated between the two rotating rolls, and about 300 g of a lump of paper that had been rolled up randomly was charged. Thereafter, the rotation was stopped and the surface was observed. Example 2 and Comparative Example 1 were also tested in the same manner.
結果は次の通りである。まず、ロール表面の高さを不均一にして押圧回転させることにより与えた衝撃では、実施例１および実施例２、並びに比較例１の何れのバッキングロールの場合にも、表面に凹みは観察されなかった。回転中に紙塊を投入することにより与えた衝撃では、実施例１および実施例２のバッキングロール表面には凹みは観察されなかったが、比較例１のバッキングロール表面には凹みが観察された。 The results are as follows. First, in the impact applied by pressing and rotating the roll surface with a non-uniform height, dents are observed on the surface of any of the backing rolls of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. There wasn't. In the impact given by throwing the paper lump during rotation, no dent was observed on the backing roll surfaces of Example 1 and Example 2, but dents were observed on the backing roll surface of Comparative Example 1. .
これらの結果は、実施例１および実施例２のバッキングロールのライニング層を構成するゴム材は、反発性が大きく、圧縮永久歪みが小さいことを示している。 These results indicate that the rubber material constituting the lining layer of the backing rolls of Example 1 and Example 2 has high resilience and low compression set.
考察
ＮＢＲゴムを用いた比較例１に比べて、耐久試験の結果以外は、シリコーンゴムを用いた実施例１および実施例２は共に全体として良好な結果を示した。シリコーンゴムの強度については、実施例２のシリコーンゴムはＮＢＲゴムに比べて劣ることが示された。これは、従来考えられてきたことを裏付けるデータである。しかしながら、本実験により、実施例１では、ＮＢＲゴムに比べても同等以上の強度があることが証明された。実施例１のバッキングロールの特徴は、表面自由エネルギーは、２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下であること、並びに特定の物性を有することである。実施例１の効果は、これらの特徴の総合的な効果であると共に、特に、表面自由エネルギーが２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下であることによると示唆される。
Discussion In comparison with Comparative Example 1 using NBR rubber, except for the results of the durability test, Example 1 and Example 2 using silicone rubber both showed good results as a whole. Regarding the strength of the silicone rubber, the silicone rubber of Example 2 was shown to be inferior to the NBR rubber. This is data that supports what has been considered in the past. However, this experiment proved that Example 1 has a strength equal to or higher than that of NBR rubber. The characteristic of the backing roll of Example 1 is that the surface free energy is 25 × 10 −5 N / cm or less and has specific physical properties. The effect of Example 1 is an overall effect of these characteristics, and is suggested to be due to the surface free energy being 25 × 10 −5 N / cm or less.
以上の実験結果から、実施形態のバッキングロールは、撥水性、耐摩耗性および耐凹み性に優れていることが明らかになった。また、当該バッキングロールによれば、塗工液による表面の汚染および堆積が防止でき、且つ変形に対する強さ、即ち、復元性、耐摩耗性および耐凹み性に優れていることが証明された。それにより、塗工品質が安定化でき、メンテナンス頻度が軽減され、作業効率を向上することが可能になる。 From the above experimental results, it was revealed that the backing roll of the embodiment is excellent in water repellency, abrasion resistance and dent resistance. Further, according to the backing roll, it was proved that the surface contamination and accumulation by the coating liquid can be prevented, and the strength against deformation, that is, the resilience, wear resistance and dent resistance are excellent. Thereby, the coating quality can be stabilized, the maintenance frequency can be reduced, and the working efficiency can be improved.
１０ バッキングロール
１１ ロール本体
１２ ライニング層
１３ａ，１３ｂ 軸部
１４ 被覆層
３１ 塗工部
３２ 帯状紙
３４ 塗工液
３５ アプリケータロール
３６ ドクターブレード
３７ メータリングロール
３８ 塗工液パン
４１ 水平線
４２ 接線
５１，５２ バッキングロール
５３ 金属ロール
DESCRIPTION OF
上記の課題を解決するための実施形態に係る製紙用コーターバッキングロールは、ロール本体と、前記ロール本体と同心に最外層として設けられたライニング層とを備え、前記ライニング層の表面自由エネルギーは２５×１０−５Ｎ／ｃｍ以下であり、かつ前記ライニング層の引張強度、引裂き強度、反発弾性および圧縮永久歪みが、それぞれ６Ｍｐ以上、２０Ｎ/ｍｍ以上、４０％以上および１５％未満である。
実施形態に係る別の製紙用コーターバッキングロールは、ロール本体と、前記ロール本体と同心に設けられたライニング層と、前記ロール本体と同心に最外層として設けられた被覆層とを具備し、前記被覆層の表面自由エネルギーが２５×１０ −５ Ｎ／ｃｍ以下であり、かつ前記ライニング層の引張強度、引裂き強度、反発弾性および圧縮永久歪みが、それぞれ６Ｍｐ以上、２０Ｎ/ｍｍ以上、４０％以上および１５％未満である。
Papermaking coater backing roll according to the embodiment for solving the above problems includes a roll body, and a lining layer provided as an outermost layer on the roll body and concentric surface free energy of the lining layer 25 × Ri 10 -5 N / cm der less, and the tensile strength of the lining layer, tear strength, impact resilience and compression set, respectively 6Mp above, 20 N / mm or more, Ru der less than 40% or more and 15% .
Another papermaking coater backing roll according to the embodiment includes a roll body, a lining layer provided concentrically with the roll body, and a coating layer provided as an outermost layer concentrically with the roll body, The surface free energy of the coating layer is 25 × 10 −5 N / cm or less, and the tensile strength, tear strength, impact resilience and compression set of the lining layer are 6 Mp or more, 20 N / mm or more, 40% or more, respectively. and Ru less than 15% der.
以上の実験結果から、実施形態のバッキングロールは、撥水性、耐摩耗性および耐凹み性に優れていることが明らかになった。また、当該バッキングロールによれば、塗工液による表面の汚染および堆積が防止でき、且つ変形に対する強さ、即ち、復元性、耐摩耗性および耐凹み性に優れていることが証明された。それにより、塗工品質が安定化でき、メンテナンス頻度が軽減され、作業効率を向上することが可能になる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ロール本体と、前記ロール本体と同心に最外層として設けられたライニング層とを具備し、前記ライニング層の表面自由エネルギーが２５×１０ −５ Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする製紙用コーターバッキングロール。
［２］前記ライニング層の引張強度、引裂き強度、反発弾性および圧縮永久歪みが、それぞれ６Ｍｐ以上、２０Ｎ/ｍｍ以上、４０％以上および１５％未満であることを特徴とする前記［１］記載の製紙用コーターバッキングロール。
［３］前記ライニング層が、シリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする前記［１］または［２］記載の製紙用コーターバッキングロール。
［４］ロール本体と、前記ロール本体と同心に設けられたライニング層と、前記ロール本体と同心に最外層として設けられた被覆層とを具備し、前記被覆層の表面自由エネルギーが２５×１０ −５ Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする製紙用コーターバッキングロール。
［５］前記ライニング層の引張強度、引裂き強度、反発弾性および圧縮永久歪みが、それぞれ６Ｍｐ以上、２０Ｎ/ｍｍ以上、４０％以上および１５％未満であることを特徴とする前記［４］記載の製紙用コーターバッキングロール。
［６］前記ライニング層がシリコーンゴムにより構成され、前記被覆層がフッ素樹脂により構成されていることを特徴する前記［５］記載の製紙用コーターバッキングロール。
［７］前記ライニング層の硬さが、ＪＩＳ Ａ ６０〜８０であることを特徴とする前記［１］〜［６］の何れか１つに記載の製紙用コーターバッキングロール。
From the above experimental results, it was revealed that the backing roll of the embodiment is excellent in water repellency, abrasion resistance and dent resistance. Further, according to the backing roll, it was proved that the surface contamination and accumulation by the coating liquid can be prevented, and the strength against deformation, that is, the resilience, wear resistance and dent resistance are excellent. Thereby, the coating quality can be stabilized, the maintenance frequency can be reduced, and the working efficiency can be improved.
Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
[1] A roll body and a lining layer provided concentrically with the roll body as an outermost layer, and the surface free energy of the lining layer is 25 × 10 −5 N / cm or less. Coater backing roll for papermaking.
[2] The tensile strength, tear strength, impact resilience and compression set of the lining layer are 6 Mp or more, 20 N / mm or more, 40% or more and less than 15%, respectively. Coater backing roll for papermaking.
[3] The papermaking coater backing roll according to [1] or [2], wherein the lining layer is made of silicone rubber.
[4] A roll body, a lining layer provided concentrically with the roll body, and a coating layer provided concentrically with the roll body as an outermost layer, the surface free energy of the coating layer being 25 × 10 −5 N / cm or less, a papermaking coater backing roll.
[5] The above-mentioned [4], wherein the lining layer has a tensile strength, tear strength, impact resilience and compression set of 6 Mp or more, 20 N / mm or more, 40% or more and less than 15%, respectively. Coater backing roll for papermaking.
[6] The papermaking coater backing roll according to [5], wherein the lining layer is made of silicone rubber, and the coating layer is made of a fluororesin.
[7] The papermaking coater backing roll according to any one of [1] to [6], wherein the lining layer has a hardness of JIS A 60-80.
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014061810A JP5782542B1 (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Coater backing roll for papermaking |
| PCT/JP2015/058953 WO2015146996A1 (en) | 2014-03-25 | 2015-03-24 | Papermaking coater backing roll |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014061810A JP5782542B1 (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Coater backing roll for papermaking |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP5782542B1 JP5782542B1 (en) | 2015-09-24 |
| JP2015183325A true JP2015183325A (en) | 2015-10-22 |
Family
ID=54195508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014061810A Active JP5782542B1 (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Coater backing roll for papermaking |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5782542B1 (en) |
| WO (1) | WO2015146996A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021504130A (en) * | 2017-11-21 | 2021-02-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Methods and equipment for coating loose webs |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7211831B2 (en) * | 2018-02-20 | 2023-01-24 | 三菱製紙株式会社 | nonwoven fabric coating machine |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3205749B2 (en) * | 1992-06-04 | 2001-09-04 | 石川島播磨重工業株式会社 | Coating equipment |
| JPH07309495A (en) * | 1994-03-23 | 1995-11-28 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Surface metallic carbon roller and manufacture thereof |
| JP2001038267A (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-13 | Dainippon Ink & Chem Inc | Backup roll and application method using the same |
| JP2002266842A (en) * | 2001-03-06 | 2002-09-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Roll for coating |
| JP2006116498A (en) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Daio Paper Corp | Coating blade and blade coating apparatus using the same |
| JP2007175926A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Konica Minolta Photo Imaging Inc | Manufacturing method of inkjet recording paper, and inkjet recording paper manufactured by using the method |
| JP2010116646A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Oji Paper Co Ltd | Method for producing coated printing paper |
-
2014
- 2014-03-25 JP JP2014061810A patent/JP5782542B1/en active Active
-
2015
- 2015-03-24 WO PCT/JP2015/058953 patent/WO2015146996A1/en active Application Filing
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021504130A (en) * | 2017-11-21 | 2021-02-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Methods and equipment for coating loose webs |
| JP7253561B2 (en) | 2017-11-21 | 2023-04-06 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Method and apparatus for coating loose webs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015146996A1 (en) | 2015-10-01 |
| JP5782542B1 (en) | 2015-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5798181A (en) | Fluoropolymer coated elastomeric rollers and structures | |
| JP5782542B1 (en) | Coater backing roll for papermaking | |
| WO2008000824A1 (en) | Elastic roll cover, covered roll and method of manufacturing a covered roll | |
| CN106470800B (en) | Grinding film | |
| US20010051567A1 (en) | Roller with ink-repellent coating | |
| CN107984873A (en) | A kind of sizer | |
| US6424815B1 (en) | Oil coating roller, oil coating device, and fixing apparatus | |
| JP2014034123A (en) | Member contacting with rubber material | |
| US9290887B2 (en) | Roll covering with improved dynamic properties and good recovery performance | |
| CN102656525B (en) | Conductive roller and manufacturing method thereof | |
| JPWO2016067916A1 (en) | Grooved roller, and plastic film manufacturing apparatus and method using the same | |
| US20040014573A1 (en) | Paper machine roll cover | |
| JP5464394B2 (en) | OA equipment roller manufacturing method and OA equipment roller | |
| JP6883314B2 (en) | Hydrophilic rubber composition and a transport roll using the hydrophilic rubber composition | |
| JP7138876B1 (en) | water supply roll | |
| JP7138877B1 (en) | Coating roll | |
| JP4978980B2 (en) | Applicator belt | |
| US20100124641A1 (en) | Semiconductive belt and method for producing the same | |
| US10946837B2 (en) | Wiper blade rubber | |
| JP3724180B2 (en) | Conductive elastic roll | |
| JPH0381135A (en) | Manufacture of elastic roller | |
| WO2021024816A1 (en) | Coating device | |
| KR101197298B1 (en) | Back up roll having reinforced ends | |
| US10421094B2 (en) | Doctor blade, coating device, and method for producing laminated separator | |
| KR20180001372A (en) | Manufacturing method of anti-adhesive rubber roll and the rubber roll thereby |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150623 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150717 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5782542 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |