WO2013004732A1 - Roll having a wear-resistant non-stick surface - Google Patents

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WO2013004732A1
WO2013004732A1 PCT/EP2012/062998 EP2012062998W WO2013004732A1 WO 2013004732 A1 WO2013004732 A1 WO 2013004732A1 EP 2012062998 W EP2012062998 W EP 2012062998W WO 2013004732 A1 WO2013004732 A1 WO 2013004732A1
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roll
spray coating
metallic
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Jürgen ABRAHAM
Alexander Etschmaier
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Voith Patent Gmbh
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    • B65H2801/84Paper-making machines

Definitions

  • the present invention relates to covers for rolls having cores preferably made from carbon fiber reinforced plastic ⁇ materials and particularly relates to a robust, easy to clean surface of such rolls.
  • CFRP rolls Rolling with rolling seeds on the basis of carbon fiber reinforced plastics, so-called carbon fiber rolls generally have a higher rigidity than rolls Walzenker ⁇ NEN steel base. While the modulus of elasticity of steel rolls is about 220 GPa, CFRP rolls having moduli of elasticity of about 240 to about 700 GPa can be made and thus are much stiffer for the same diameter. Their composite construction also dampens vibrations. Compared to steel rollers, with CFRP rollers in web-processing machines such as paper machines, higher rotational speeds can be achieved without bringing the rollers into a critical speed and thereby causing vibrations. In contrast to steel rolls, CFRP rolls do not require a start-up time to be uniformly heated, which reduces the paper scrap at the beginning of a production run.
  • CFRP rollers can be adjusted by selecting a suitable fiber cross-section and by appropriate design of the carbon fiber windings over a wide Be ⁇ kingdom and thus be "tailored" for the particular operation ⁇ purpose of the roller. Since the specifi ⁇ specific weight of carbon fiber reinforced plastics (CFRP) speaks only in about one-fifth of that of steel corresponds, CFRP rolls are easily used in web-processing machines, such as paper machines and draw also characterized by a lower energy consumption.
  • CFRP rolls are easily used in web-processing machines, such as paper machines and draw also characterized by a lower energy consumption.
  • CFRP rolls are increasingly being used as a replacement for steel rolls in existing web-processing machines.
  • the running surfaces of the CFRP rollers are coated with a so-called composite material, which guarantees a high mechanical resistance and in particular Ver ⁇ wear resistance of the respective screen or the respective felt contacting roller surface.
  • composite materials polymers are frequently used in which fillers are embedded in order to achieve specific elasticities and abrasion properties. CFRP rolls provided with such composite covers have a life comparable to steel rolls.
  • Embodiments of such a roll cover for rolls for use in a papermaking machine have an inner reference ply and an outer ply disposed at least on a portion of the peripheral surface of the inner ply.
  • the inner reference layer in this case has a poly ⁇ mer composite material, while the outer reference layer is formed by a metallic or ceramic sprayed coating having applied thereto polymeric material.
  • the outer surface of the metallic or ceramic spray coating advantageously has a roughness in the range of 5 to 8 ⁇ m and in particular in the range of 6 to 7 ⁇ m.
  • the polymeric material comprises an epoxy resin, since this wets well the spray coating in the non-crosslinked or partially crosslinked state and thereby not only a cohesive connection, but also creates a positive connection by penetrating depressions in the spray coating.
  • the polymeric material advantageously comprises a silicone-polyester resin because it combines very good non-stick properties with an excellent stain-resistant effect.
  • filling materials can be embedded in the polymeric material, the fillers of preferred Embodiments thereof include polyfluoroethylene (PFE) and in particular polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • the fillers are present in the form of particles and in particular in the form of particles with average diameters in the range from 0.01 to 5 ⁇ m.
  • the polymeric material may also be formed directly from polyfluoroethylene and in particular polytetrafluoroethylene or from a polymer comprising such a substance.
  • polytetrafluoroethylene particles having sizes in the range from about 50 to 100 nm are preferably slurried and the resulting dispersion applied to the spray coating, for example with the aid of a Immersion bath, by spraying or by applying with a brush or another brush.
  • a polymer is USAGE ⁇ det, preferably that is in the form of particles having a size distribution in which at least 65 percent of the particles have one or more values from the range of 50 to 100 nm.
  • the spray coating on a metallic material containing hard materials wherein the hard materials on the basis of metal-type carbides, me ⁇ metallic nitrides and borides, and mixtures thereof formed, and the binder of the metallic composite ⁇ substance of cobalt, iron, nickel, copper , Chromium or at least one of these metals containing alloy may be formed.
  • Other embodiments include ceramic spray coating comprising one or more oxide ceramics.
  • the Oxide ceramics can be selected from alumina, zirconium oxide, magnesium oxide, chromium (III) oxide, yttrium oxide and titanates.
  • Further preferred embodiments have a porous metallic or ceramic sprayed coating whose pores are at least partially filled with the polymeric material in order to ensure the non-stick properties of the reference surface even after further wear of the sprayed coating.
  • the roll covers described above are preferably used at Wal ⁇ zen with roll cores made of carbon fiber reinforced plastic.
  • FIG. 1 The schematized representation of Figure 1 illustrates the structure of a roller 10 based on a cross section through a roller segment.
  • the roller 10 has a formed in the shape of a ⁇ ro tationssymmetrischen hollow body roll core 11, its outer surface at least in the region in which the roll to another medium such.
  • B. a sieve o- which acts on a felt is provided with a roll cover 12.
  • the roll cover 12 has a plurality of layers, the number and physical properties of the individual reference layers depending on the particular application of the roller 10 in a papermaking machine.
  • the collective term "paper” in this document denotes all pulp-containing fibrous webs, so that this term encompasses, for example, also cartons and nonwovens in addition to the various types of papers.
  • the roll core of CFRP rolls is formed in embodiments by helical or helical winding impregnated with Epo ⁇ xidharzen carbon fibers or fiber strands with certain and possibly different from layer to layer pitches.
  • the epoxy resins may be added to achieve certain properties fillers. After curing, the epoxy resins form the matrix in which the carbon fibers are embedded. The matrix additionally strengthens the roller and reduces vibration energy. Due to the aggressive vapors occurring in the production of paper, epoxy resins are preferably used for embedding the carbon fibers, which form a temperature- and hydrolysis-resistant matrix after curing.
  • the cover 12 of the roller 10 has an inner reference layer which is subdivided into a base layer 121 and a functional layer 122 arranged thereon.
  • the base layer 121 serves the Her ⁇ provide a dynamically fixed connection of the roller core 11 and roll cover 12 is composed essentially of a provided with fillers fiber reinforced Harzim Weggnie- tion wound on the roll core 11, or molded, cured, and then the in primarily Shape is ground. overall At the present time, predominantly glass fiber fabrics or glass short fibers are used for the production of the base layer.
  • the elastic properties of the roll cover are for the most part determined by the functional layer 122, which as a rule is likewise formed by a composite material comprising a polymer matrix.
  • the composite preferably contains fibrous materials such as aramid fibers, glass fibers or carbon fibers, which may be used as a laminate of e.g. B. non-woven rovings (fiber bundles or fiber strands) or may be formed as a tissue. Material, diameter and laying type of the fibers used have a significant influence on the elasticity, mechanical stability and thermal conductivity 15 of the functional layer. In particular fibers may be combined with various ⁇ Dener materials and diameters.
  • the thermal conductivity of the composite ⁇ material can be improved by the use of carbon fibers, while aramid fibers give the composite material 20 a high mechanical resistance.
  • an anisotropic elasticity of the functional layer 122 can be ge ⁇ create over the pitch of a helical or helical winding, in which the elasticity in the circumferential direction 25, for example, larger than in the direction along the symmetry ⁇ axis the roll cover is.
  • Elasticity and strength of the functional layer 122 may also be enhanced by embedding fillers in the polymer layer.
  • Oxides, Car ⁇ bide, nitrides or borides such as silica, alumina, titanium dioxide, silicon carbide, titanium carbide or chalk, but also short fibers of the above fiber materials can be used as fillers.
  • epoxy resins phenolic resins, polyurethanes, polyethers and polyesters are suitable. lyetheretherketones.
  • the thickness of the base layer 121 is selected from a range of about 1 to 3 mm
  • the functional layer 122 is selected from a range of about 4 to 8 mm, so that total thicknesses of the inner reference layer from a range of about 5 to 11 mm.
  • other thicknesses of the internal reference position or it forming base layer 121 and the functional layer 122, and layer structures are preferred, with a total thickness from a range from about 2 to 35 mm and into ⁇ particular from about 2 to 10 mm.
  • the outer covering layer is subdivided into two components, wherein the first of the two components is formed by a metallic or ceramic spray material and the second of the two components by a polymer or a polymer composite on which the impurities occurring in a papermaking process are poor be liable.
  • the first component is designed as a coating of the inner Be ⁇ zugslage.
  • a thermal spraying process is used to produce the first component 123.
  • the spray coating is preferably carried out in several strokes, for example with 10 to 100 strokes. Each stroke produces a thin sub-layer of the coating material, the first sub-layer being applied directly to the outer surface of the inner coating layer, and further sub-layers applied to the previously applied sub-layer. Be sprayed on.
  • the physical homogeneity of the coating forming the first component 123 can be adjusted via the parameters of the method used.
  • HVOF High Velocity Oxygen Fuel
  • the formation of pores in the sublayers can be adjusted or avoided by choosing a suitable ratio of fuel to oxygen and a suitable delivery rate of the powder material used for layer formation. Further towards also the method of electric arc spraying can be ⁇ Wandt.
  • tungsten monocarbide as hard material
  • the cemented carbide powder is preferably applied so as to obtain a surface roughness on the outer surface of the sprayed coating 123 in the range of about 5 to 8 ⁇ m and in particular in the range of 6 to 7 ⁇ m.
  • Ma ⁇ materials for the preparation of a ceramic spray coating 123 commercially available ceramic powder materials based on z. For example, alumina, zirconia, magnesia, crom (III) oxide, yttria and titanates can be used.
  • a spray coating forming the first component 123 is substantially thinner than the inner roll cover.
  • the thickness of the spray coating is A maximum of 3 mm, with thicknesses are preferably from the range of 0.05 to 2 mm and in particular from the range from 0.3 to 1 mm.
  • Corresponding spray coatings due to their hardness and toughness with a steel rolling herebyba ⁇ re wear resistance of the surface and can the elastic deformation of the inner roll cover position without affecting its mechanical strength strength yet follow suit.
  • a polymer or Po is applied to the surface of its outer circumferential surface lymerverbundtechnikstoff ⁇ be applied as the second component 124th
  • the second component 124 fills to the details given by the surface roughness of the first component Vertie ⁇ levies, whereby in addition, a positive connection of the two compo- results in a material-locking components.
  • Suitable polymers are thermosets and thermoplastics, which can be prepared on the basis of one-component and two-component systems. Particularly suitable are castings whose decomposition temperature is so far above the starting temperature of the second component 124 that the thermoset behaves elastically. In an analogous manner, thermoplastics whose glass transition temperature is so far above the starting temperature of the second component 124, that when using a roller 10, no disturbing softening of the polymer can occur. As a rough guideline for the minimum difference between tempera ⁇ temperature and decomposition or glass transition temperature 20 ° C can be specified.
  • the operating temperature is understood to mean the operating temperature of the second component 124 during the intended use of a roller 10.
  • epoxy resins As polymers or polymer composites are the ⁇ special epoxy resins and epoxy resins is of Embedded th filler, such as polyfluoroethylene (PFE), and in particular of polytetrafluoroethylene (PTFE). Since epoxy resin shows a good wetting of the first component 123 in the non-crosslinked or partially crosslinked state, it has good adhesion to it.
  • PFE polyfluoroethylene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the viscosity of the epoxy resin can be increased by adding be reduced, for example, alcohols or ketones, for example, to allow spraying or casting of the polymer.
  • application of the polymer with the aid of coating tools such as, e.g. As brushing or filling preferably.
  • the coating of the surface of the first component can also be done by immersion in a still liquid polymer.
  • the polymer starting material used is a mixture of epoxy resin and isobutanol containing PTFE particles with mean diameters of 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the proportions of the epoxy resin in the poly ⁇ merausgangsmaterial be between 40 and 70 wt .-%, the isobutanol of between 10 and 60 wt .-%, and the PTFE particles is between 2 and 20 wt .-%.
  • the polymer / solvent mixture is preferably sprayed onto the first component, which is preferably formed by a spray coating of NiCrBSi.
  • Another preferred embodiment differs from that described above in the choice of starting polymer material, wherein an isobutanol mixed with Si ⁇ licon polyester resin is used which contains PTFE particles having average sizes of 0.1 to 5 ym.
  • the proportions of the silicone-polyester resin in the polymer starting material are again between 40 and 70 wt .-%, that of isobutanol between 10 and 60 wt .-% and that of the PTFE particles between 2 and 20 wt .-%.
  • the polymer / solvent mixture is preferably sprayed upstream to the first component before Trains t ⁇ of a spray coating of NiCrBSi formed.
  • silicones may also be used to form the second component 124.
  • Low viscosity polymer starting materials are preferably used to form relatively thin coatings as a second component, for example, for thicknesses of from 20 to about 50 ym, higher viscosity polymer starting materials for correspondingly thicker coatings of, for example, up to 80 ym.
  • the latter is sprayed in advantageous embodiments, a porous coating.
  • the pores of the coating are then filled with the polymeric material of the second component whereby the first component 123 serves as a matrix for ⁇
  • the wear and strength properties of the roll surface are determined by the properties of the spray coating, ie the properties of the first component 123, while the adhesion of fouling is determined on the roll surface substantially via the polymeric second component.
  • the pores are, as already mentioned previously generated processing material during application of the coating, wherein the pore density is set on the parame- ters of the spray coating method ⁇ the can, and preferably leads to a porosity of the Be ⁇ range from 2 to 10%.
  • the invention makes it possible to form wear-resistant roll-covering surfaces which at the same time has an anti-adhesion effect for impurities arising during paper production and is thus easy to keep clean.

Abstract

The invention relates to a roll cover for rolls (10) for use in a web-producing and/or web-processing machine, such as a paper machine or film machine, wherein the roll cover (12) has an inner cover layer (121, 122) and an outer cover layer (123, 124) arranged at least on part of the cylindrical surface of the inner cover layer (121, 122), and wherein the inner cover layer (121, 122) has a polymer composite material and the outer cover layer (123, 124) is composed of a metal or ceramic spray coating (123) having a polymer material (124) applied thereto.

Description

WALZE MIT VERSCHLEISSBESTANDIGER ANTIHAFT-OBERFLÄCHE Die vorliegende Erfindung betrifft Bezüge für Walzen mit vorzugsweise Kernen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunst¬ stoffen und bezieht sich im Besonderen auf eine widerstandsfähige, leicht zu reinigende Oberfläche für solche Walzen . ROLLER WITH VERSCHLEISSBESTANDIGER nonstick surface The present invention relates to covers for rolls having cores preferably made from carbon fiber reinforced plastic ¬ materials and particularly relates to a robust, easy to clean surface of such rolls.
Walzen mit Walzenkernen auf Basis von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen, sogenannte CFK-Walzen, weisen in der Regel eine höhere Steifigkeit auf als Walzen mit Walzenker¬ nen auf Stahlbasis. Während der Elastizitätsmodul von Stahlwalzen bei etwa 220 GPa angesiedelt ist, können CFK- Walzen mit Elastizitätsmodulen von etwa 240 bis etwa 700 GPa hergestellt werden und sind somit bei gleichem Durchmesser wesentlich steifer. Durch ihren Verbundaufbau dämpfen sie zudem Vibrationen. Im Vergleich zu Stahlwalzen lassen sich mit CFK-Walzen in bahnverarbeitenden Maschinen wie Papiermaschinen somit höhere Rotationsgeschwindigkeiten erzielen, ohne die Walzen in eine kritische Drehzahl zu bringen und dabei Schwingungen zu verursachen. Im Gegensatz zu Stahlwalzen benötigen CFK-Walzen keine Anlaufzeit um einheitlich erwärmt zu sein, wodurch sich der Papieraus- schuss zu Beginn eines Produktionslaufs reduziert. Rolling with rolling seeds on the basis of carbon fiber reinforced plastics, so-called carbon fiber rolls generally have a higher rigidity than rolls Walzenker ¬ NEN steel base. While the modulus of elasticity of steel rolls is about 220 GPa, CFRP rolls having moduli of elasticity of about 240 to about 700 GPa can be made and thus are much stiffer for the same diameter. Their composite construction also dampens vibrations. Compared to steel rollers, with CFRP rollers in web-processing machines such as paper machines, higher rotational speeds can be achieved without bringing the rollers into a critical speed and thereby causing vibrations. In contrast to steel rolls, CFRP rolls do not require a start-up time to be uniformly heated, which reduces the paper scrap at the beginning of a production run.
Die Steifigkeit von CFK-Walzen kann durch Wahl eines geeigneten Faserquerschnitts und durch entsprechende Auslegung der Kohlenstofffaserwicklungen innerhalb eines großen Be¬ reichs eingestellt und damit für den jeweiligen Betriebs¬ zweck der Walze "maßgeschneidert" werden. Da das spezifi¬ sche Gewicht von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) nur in etwa einem Fünftel dessen von Stahl ent- spricht, sind CFK-Walzen in bahnverarbeitenden Maschinen wie Papiermaschinen unkompliziert einsetzbar und zeichnen sich zudem durch einen geringeren Energieverbrauch aus. The stiffness of CFRP rollers can be adjusted by selecting a suitable fiber cross-section and by appropriate design of the carbon fiber windings over a wide Be ¬ kingdom and thus be "tailored" for the particular operation ¬ purpose of the roller. Since the specifi ¬ specific weight of carbon fiber reinforced plastics (CFRP) speaks only in about one-fifth of that of steel corresponds, CFRP rolls are easily used in web-processing machines, such as paper machines and draw also characterized by a lower energy consumption.
Daher werden CFK-Walzen zunehmend auch als Ersatz für Stahlwalzen in bereits bestehenden bahnverarbeitenden Ma- schinen verwendet. Für die Verwendung als Leitwalzen, z. B. für Siebe und Filze, sind die Laufflächen der CFK-Walzen mit einem sogenannten Composite-Werkstoff überzogen, der eine hohe mechanische Beständigkeit und insbesondere Ver¬ schleißbeständigkeit der das jeweilige Sieb oder das jewei- lige Filz kontaktierenden Walzenoberfläche garantiert. Als Composite-Werkstoffe werden häufig Polymere verwendet, in die zum Erzielen bestimmter Elastizitäten und Abriebeigenschaften Füllstoffe eingebettet sind. Mit solchen Composi- tebezügen versehene CFK-Walzen weisen eine mit Stahlwalzen vergleichbare Lebensdauer auf. As a result, CFRP rolls are increasingly being used as a replacement for steel rolls in existing web-processing machines. For use as guide rolls, z. As for screens and felts, the running surfaces of the CFRP rollers are coated with a so-called composite material, which guarantees a high mechanical resistance and in particular Ver ¬ wear resistance of the respective screen or the respective felt contacting roller surface. As composite materials, polymers are frequently used in which fillers are embedded in order to achieve specific elasticities and abrasion properties. CFRP rolls provided with such composite covers have a life comparable to steel rolls.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass sich während des Betriebs von CFK-Walzen an den Composite-Oberflächen anlagernde Verunreinigungen nur schwer wieder ablösen lassen. However, it has been found that impurities accumulating on the composite surfaces during the operation of CFRP rollers are difficult to remove again.
Es ist daher wünschenswert, einen Walzenbezug auf Basis ei¬ nes Composite-Werkstoffs anzugeben, auf dessen Oberfläche sich Verunreinigungen mit nur geringer Haftkraft anlagern können . It is therefore desirable to specify a roll cover based on egg ¬ nes composite material on the surface impurities can accumulate with only low adhesive force.
Ausführungsformen eines solchen Walzenbezugs für Walzen zur Verwendung in einer Maschine zur Papierherstellung weisen eine innere Bezugslage und eine zumindest auf einem Teil der Mantelfläche der inneren Bezugslage angeordnete äußere Bezugslage. Die innere Bezugslage weist hierbei einen poly¬ meren Verbundwerkstoff auf, während die äußere Bezugslage von einer metallischen oder keramischen Spritzbeschichtung mit darauf aufgetragenem polymeren Werkstoff gebildet ist. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Auf¬ zählung von Merkmalen, wie z.b. Komponenten, Verfahrens- schritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen sind, und in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen. Walzenbezüge mit den angegebenen Merkmalen vereinen eine verschleißbeständige Bezugsoberfläche mit einem Antihaftef- fekt, der das Anhaften von während einer Papierproduktion anfallenden Verunreinigungen erschwert und so eine leicht sauber zu haltende Bezugsoberfläche garantiert. Embodiments of such a roll cover for rolls for use in a papermaking machine have an inner reference ply and an outer ply disposed at least on a portion of the peripheral surface of the inner ply. The inner reference layer in this case has a poly ¬ mer composite material, while the outer reference layer is formed by a metallic or ceramic sprayed coating having applied thereto polymeric material. It should be noted in this regard that the descriptions in this specification and claims are intended to be exhaustive Features used include "comprising", "having", "including", "containing" and "having", as well as their grammatical modifications, generally as a non-exhaustive Auf ¬ counting of features, such as components, process steps, facilities, areas, sizes and the like, and in no way exclude the presence of other or additional features or groupings of other or additional features. Roll covers with the specified features combine a wear-resistant cover surface with a non-stick effect, which makes it difficult to adhere to impurities arising during paper production, thus guaranteeing an easily cleanable reference surface.
Zum Erzielen eines Formschlusses zwischen der Spritzbe- schichtung und dem darauf aufgebrachten polymeren Werkstoff weist die äußere Oberfläche der metallischen oder keramischen Spritzbeschichtung vorteilhaft eine Rauheit aus dem Bereich von 5 bis 8 ym und insbesondere aus dem Bereich von 6 bis 7 ym auf. To achieve a positive connection between the spray coating and the polymeric material applied thereon, the outer surface of the metallic or ceramic spray coating advantageously has a roughness in the range of 5 to 8 μm and in particular in the range of 6 to 7 μm.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen umfasst der polymere Werkstoff ein Epoxidharz, da dieses die Spritzbeschichtung im nichtvernetzten bzw. teilvernetzten Zustand gut benetzt und hierdurch nicht nur eine Stoffschlüssige Verbindung, sondern durch Eindringen in Vertiefungen in der Spritzbe- schichtung auch eine formschlüssige Verbindung schafft. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst der polymere Werkstoff vorteilhaft ein Silicon-Polyesterharz, da dieses sehr gute Antihafteigenschaften mit einer ausgezeichneten schmutzabweisenden Wirkung verbindet. Zur Verbesserung der Antihaft und schmutzabweisenden Eigenschaften der äußeren Bezugslage der Beschichtung können in dem polymeren Werkstoff Füll- Stoffe eingebettet sein, wobei die Füllstoffe von bevorzug- ten Ausführungsformen hiervon Polyfluorethylen (PFE) und insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) enthalten. Bei vorteilhaften Ausführungsformen liegen die Füllstoffe in Form von Partikeln und insbesondere in Form von Partikeln mit mittleren Durchmessern aus dem Bereich von 0,01 bis 5 ym vor. Statt von einem Epoxidharz oder Silicon- Polyesterharz mit PFE bzw. PTFE aufweisenden Füllstoffen kann der polymere Werkstoff auch direkt von Polyfluorethylen und insbesondere Polytetrafluorethylen gebildet sein o- der von einem Polymer, das einen solchen Stoff umfasst. In advantageous embodiments, the polymeric material comprises an epoxy resin, since this wets well the spray coating in the non-crosslinked or partially crosslinked state and thereby not only a cohesive connection, but also creates a positive connection by penetrating depressions in the spray coating. In further embodiments, the polymeric material advantageously comprises a silicone-polyester resin because it combines very good non-stick properties with an excellent stain-resistant effect. In order to improve the non-stick and dirt-repellent properties of the outer reference layer of the coating, filling materials can be embedded in the polymeric material, the fillers of preferred Embodiments thereof include polyfluoroethylene (PFE) and in particular polytetrafluoroethylene (PTFE). In advantageous embodiments, the fillers are present in the form of particles and in particular in the form of particles with average diameters in the range from 0.01 to 5 μm. Instead of an epoxy resin or silicone polyester resin with PFE or PTFE-containing fillers, the polymeric material may also be formed directly from polyfluoroethylene and in particular polytetrafluoroethylene or from a polymer comprising such a substance.
Zum sicheren Verfüllen von in der Spritzschicht ausgebildeten Vertiefungen bzw. Poren bei Verwendung von Polytetraf- luorethylen als polymerem Werkstoff, werden vorzugsweise Polytetrafluorethylenpartikel mit Größen aus dem Bereich von etwa 50 bis 100 nm aufgeschlämmt und die so erhaltene Dispersion auf die Spritzbeschichtung aufgebracht, beispielsweise mithilfe eines Tauchbads, durch Aufspritzen o- der durch Auftragen mit einem Pinsel oder einem anderen Streichgerät. Vorzugsweise wird hierzu ein Polymer verwen¬ det, dass in Form von Partikeln mit einer Größenverteilung vorliegt, bei der wenigstens 65 Prozent der Partikel eine oder mehrere Größen aus dem Bereich von 50 bis 100 nm aufweisen . For reliable filling of pores or pores formed in the spray layer when using polytetrafluoroethylene as the polymeric material, polytetrafluoroethylene particles having sizes in the range from about 50 to 100 nm are preferably slurried and the resulting dispersion applied to the spray coating, for example with the aid of a Immersion bath, by spraying or by applying with a brush or another brush. For this purpose, a polymer is USAGE ¬ det, preferably that is in the form of particles having a size distribution in which at least 65 percent of the particles have one or more values from the range of 50 to 100 nm.
Bei Ausführungsformen weist die Spritzbeschichtung einen Hartstoffe enthaltenden metallischen Verbundwerkstoff auf, wobei die Hartstoffe auf Basis metallartiger Carbide, me¬ tallischer Nitride und Boride, sowie Gemischen hiervon aus- gebildet, und das Bindemittel des metallischen Verbundwerk¬ stoffs von Cobalt, Eisen, Nickel, Kupfer, Chrom oder einer wenigstens eines dieser Metalle enthaltenden Legierung gebildet sein können. Weitere Ausführungsformen weisen keramische Spritzbeschichtung auf, die eine oder mehrere Oxidkeramiken umfasst. Die Oxidkeramiken können dabei unter Aluminiumoxid, Zirconi- umoxid, Magnesiumoxid, Chrom ( III ) -oxid, Yttriumoxid und Ti- tanaten ausgewählt sein. Weiterhin bevorzugte Ausführungsformen weisen eine porös ausgebildete metallische oder keramische Spritzbeschichtung auf, deren Poren wenigstens teilweise mit dem polymeren Werkstoff verfüllt sind, um die Antihafteigenschaften der Bezugsoberfläche auch nach einem weitergehenden Verschleiß der Spritzbeschichtung sicherzustellen. In embodiments, the spray coating on a metallic material containing hard materials, wherein the hard materials on the basis of metal-type carbides, me ¬ metallic nitrides and borides, and mixtures thereof formed, and the binder of the metallic composite ¬ substance of cobalt, iron, nickel, copper , Chromium or at least one of these metals containing alloy may be formed. Other embodiments include ceramic spray coating comprising one or more oxide ceramics. The Oxide ceramics can be selected from alumina, zirconium oxide, magnesium oxide, chromium (III) oxide, yttrium oxide and titanates. Further preferred embodiments have a porous metallic or ceramic sprayed coating whose pores are at least partially filled with the polymeric material in order to ensure the non-stick properties of the reference surface even after further wear of the sprayed coating.
Die beschriebenen Walzenbezüge werden vorzugsweise bei Wal¬ zen mit Walzenkernen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff eingesetzt. The roll covers described above are preferably used at Wal ¬ zen with roll cores made of carbon fiber reinforced plastic.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungs- formen der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Bei- spielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegende Figur 1 Bezug genommen, die den Aufbau ei¬ ner Walze anhand eines schematischen Querschnitts durch ein Walzensegment veranschaulicht. Further features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the claims and the figures. It should be noted that the invention is not limited to the embodiments of the described embodiments, but is determined by the scope of the appended claims. In particular, the individual features in embodiments according to the invention can be realized in a different number and combination than in the examples given below. In the following explanation of some embodiments of the invention, reference is made to the accompanying Figure 1, which illustrates the structure ei ¬ ner roller using a schematic cross section through a roller segment.
Die schematisierte Darstellung von Figur 1 illustriert den Aufbau einer Walze 10 anhand eines Querschnitts durch ein Walzensegment. Die Walze 10 besitzt einen in Form eines ro¬ tationssymmetrischen Hohlkörpers ausgebildeten Walzen- kern 11, dessen Mantelfläche zumindest in dem Bereich, in dem die Walze auf ein anderes Medium wie z. B. ein Sieb o- der ein Filz einwirkt, mit einem Walzenbezug 12 versehen ist. Der Walzenbezug 12 weist mehrere Lagen auf, wobei sich Anzahl und physikalische Eigenschaften der einzelnen Bezugslagen nach dem jeweiligen Einsatzzweck der Walze 10 in einer Maschine zur Papierherstellung richten. Mit dem Sammelbegriff "Papier" werden in dieser Schrift alle Zellstoffhaltigen Faserstoffbahnen bezeichnet, so dass dieser Begriff neben den verschiedenen Arten von Papieren beispielsweise auch Kartone und Vliesstoffe umfasst. The schematized representation of Figure 1 illustrates the structure of a roller 10 based on a cross section through a roller segment. The roller 10 has a formed in the shape of a ¬ ro tationssymmetrischen hollow body roll core 11, its outer surface at least in the region in which the roll to another medium such. B. a sieve o- which acts on a felt is provided with a roll cover 12. The roll cover 12 has a plurality of layers, the number and physical properties of the individual reference layers depending on the particular application of the roller 10 in a papermaking machine. The collective term "paper" in this document denotes all pulp-containing fibrous webs, so that this term encompasses, for example, also cartons and nonwovens in addition to the various types of papers.
Der Walzenkern von CFK-Walzen wird bei Ausführungsformen durch schraubenförmiges bzw. helikales Wickeln von mit Epo¬ xidharzen getränkten Kohlenstofffasern bzw. -fasersträngen mit bestimmten und unter Umständen von Lage zu Lage unter- schiedlichen Ganghöhen gebildet. Den Epoxidharzen können dabei Füllstoffe zum Erzielen bestimmter Eigenschaften beigemengt sein. Nach dem Aushärten bilden die Epoxidharze die Matrix, in der die Kohlenstofffasern eingebettet sind. Die Matrix verstärkt die Walze zusätzlich und baut Schwingungs- energie ab. Aufgrund der bei der Herstellung von Papier auftretenden aggressiven Dämpfe werden zur Einbettung der Kohlenstofffasern vorzugsweise Epoxidharze verwendet, die nach dem Aushärten eine temperatur- und hydrolysebeständige Matrix ausbilden. The roll core of CFRP rolls is formed in embodiments by helical or helical winding impregnated with Epo ¬ xidharzen carbon fibers or fiber strands with certain and possibly different from layer to layer pitches. The epoxy resins may be added to achieve certain properties fillers. After curing, the epoxy resins form the matrix in which the carbon fibers are embedded. The matrix additionally strengthens the roller and reduces vibration energy. Due to the aggressive vapors occurring in the production of paper, epoxy resins are preferably used for embedding the carbon fibers, which form a temperature- and hydrolysis-resistant matrix after curing.
Bei der in Figur 1 veranschaulichten Ausführungsform weist der Bezug 12 der Walze 10 eine innere Bezugslage auf, die sich in eine Grundschicht 121 und eine darauf angeordnete Funktionsschicht 122 unterteilt. In the embodiment illustrated in FIG. 1, the cover 12 of the roller 10 has an inner reference layer which is subdivided into a base layer 121 and a functional layer 122 arranged thereon.
Die Grundschicht 121 dient dabei in erster Linie dem Her¬ stellen einer dynamisch festen Verbindung von Walzenkern 11 und Walzenbezug 12. Sie besteht im Wesentlichen aus einer mit Füllstoffen versehenen faserverstärkten Harzimprägnie- rung, die auf den Walzenkern 11 gewickelt oder gegossen, ausgehärtet und anschließend in Form geschliffen wird. Ge- genwärtig werden zur Fertigung der Grundschicht vorwiegend Glasfasergewebe oder Glaskurzfasern verwendet. The base layer 121 serves the Her ¬ provide a dynamically fixed connection of the roller core 11 and roll cover 12 is composed essentially of a provided with fillers fiber reinforced Harzimprägnie- tion wound on the roll core 11, or molded, cured, and then the in primarily Shape is ground. overall At the present time, predominantly glass fiber fabrics or glass short fibers are used for the production of the base layer.
Die elastischen Eigenschaften des Walzenbezugs werden größ- 5 tenteils von der Funktionsschicht 122 bestimmt, die in der Regel ebenfalls von einem eine Polymermatrix aufweisenden Verbundwerkstoff gebildet ist. Der Verbundwerkstoff enthält vorzugsweise Faserstoffe wie beispielsweise Aramidfasern, Glasfasern oder Kohlenstofffasern, die als in der Polymerie) matrix angeordnete Gelege von z. B. nichtgewebten Rovings (Faserbündel bzw. Faserstränge) oder als Gewebe ausgebildet sein können. Material, Durchmesser und Legeart der verwendeten Fasern haben wesentlichen Einfluss auf die Elastizität, mechanische Stabilität und thermische Leitfähigkeit 15 der Funktionsschicht. Insbesondere können Fasern verschie¬ dener Materialien und Durchmesser kombiniert werden. Beispielsweise kann die thermische Leitfähigkeit des Verbund¬ werkstoffs durch die Verwendung von Kohlenstofffasern verbessert werden, während Aramidfasern dem Verbundwerkstoff 20 eine hohe mechanische Beständigkeit verleihen. Bei Verwen¬ dung von Fasergeweben und/oder -gelegen kann über die Ganghöhe einer schraubenförmigen bzw. helikalen Wicklung zudem eine anisotrope Elastizität der Funktionsschicht 122 ge¬ schaffen werden, bei der die Elastizität in Umfangsrichtung 25 beispielsweise größer als in Richtung längs zur Symmetrie¬ achse des Walzenbezugs ist. The elastic properties of the roll cover are for the most part determined by the functional layer 122, which as a rule is likewise formed by a composite material comprising a polymer matrix. The composite preferably contains fibrous materials such as aramid fibers, glass fibers or carbon fibers, which may be used as a laminate of e.g. B. non-woven rovings (fiber bundles or fiber strands) or may be formed as a tissue. Material, diameter and laying type of the fibers used have a significant influence on the elasticity, mechanical stability and thermal conductivity 15 of the functional layer. In particular fibers may be combined with various ¬ Dener materials and diameters. For example, the thermal conductivity of the composite ¬ material can be improved by the use of carbon fibers, while aramid fibers give the composite material 20 a high mechanical resistance. In USAGE ¬ dung of fiber fabrics and / or layups also an anisotropic elasticity of the functional layer 122 can be ge ¬ create over the pitch of a helical or helical winding, in which the elasticity in the circumferential direction 25, for example, larger than in the direction along the symmetry ¬ axis the roll cover is.
Elastizität und Festigkeit der Funktionsschicht 122 können ferner auch durch Einbetten von Füllstoffen in die Polymer-Elasticity and strength of the functional layer 122 may also be enhanced by embedding fillers in the polymer layer.
30 matrix verbessert werden. Als Füllstoffe können Oxide, Car¬ bide, Nitride oder Boride, wie beispielsweise Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliciumcarbid, Titancarbid o- der Kreide, aber auch Kurzfasern der oben angegebenen Faserwerkstoffe verwendet werden. Zur Ausbildung der Polymer-30 matrix can be improved. Oxides, Car ¬ bide, nitrides or borides, such as silica, alumina, titanium dioxide, silicon carbide, titanium carbide or chalk, but also short fibers of the above fiber materials can be used as fillers. For the formation of the polymer
35 matrix von Funktionsschichten 122 eignen sich insbesondere Epoxidharze, Phenolharze, Polyurethane, Polyether und Po- lyetheretherketone . In particular, epoxy resins, phenolic resins, polyurethanes, polyethers and polyesters are suitable. lyetheretherketones.
Bei Ausführungsformen ist die Dicke der Grundschicht 121 aus einem Bereich von etwa 1 bis 3 mm, die der Funktions- schicht 122 aus einem Bereich von etwa 4 bis 8 mm gewählt, so dass man Gesamtdicken der inneren Bezugslage aus einem Bereich von etwa 5 bis 11 mm erhält. Selbstverständlich weisen andere Ausführungsformen andere Dicken der inneren Bezugslage bzw. der sie bildenden Grundschicht 121 und Funktionsschicht 122 auf, wobei Schichtaufbauten mit einer Gesamtdicke aus einem Bereich von etwa 2 bis 35 mm und ins¬ besondere von etwa 2 bis 10 mm bevorzugt werden. In embodiments, the thickness of the base layer 121 is selected from a range of about 1 to 3 mm, the functional layer 122 is selected from a range of about 4 to 8 mm, so that total thicknesses of the inner reference layer from a range of about 5 to 11 mm. Of course, have other embodiments, other thicknesses of the internal reference position or it forming base layer 121 and the functional layer 122, and layer structures are preferred, with a total thickness from a range from about 2 to 35 mm and into ¬ particular from about 2 to 10 mm.
Auf der in radialer Richtung der Walze 10 außen liegenden Mantelfläche der inneren Bezugslage ist eine äußere Bezugs¬ lage angeordnet, die einerseits die Verschleißbeständigkeit des Walzenbezugs 12 weiter verbessert und andererseits die Wahrscheinlichkeit eines Anhaftens von Verunreinigungen an der Lauffläche einer Walze 10 verringert. Die äußere Be- zugslage untergliedert sich in zwei Komponenten, wobei die erste der beiden Komponenten von einem metallischen oder keramischen Spritzwerkstoff gebildet ist und die zweite der beiden Komponenten von einem Polymer oder einem Polymerverbundwerkstoff, auf denen die bei einem Papierherstellungs- prozess auftretenden Verunreinigungen nur schlecht haften. Die erste Komponente wird als Beschichtung der inneren Be¬ zugslage ausgeführt. On the outside in the radial direction of the roll 10 mantle surface of the inner reference position of an outer cover ¬ layer is arranged, on the one hand further improves the wear resistance of the roll cover 12 and the other hand reduces the probability of adhesion of impurities on the running surface of a roller 10, the. The outer covering layer is subdivided into two components, wherein the first of the two components is formed by a metallic or ceramic spray material and the second of the two components by a polymer or a polymer composite on which the impurities occurring in a papermaking process are poor be liable. The first component is designed as a coating of the inner Be ¬ zugslage.
Bei bevorzugten Ausführungsformen wird zur Herstellung der ersten Komponente 123 ein thermisches Spritzverfahren verwendet. Die Spritzbeschichtung erfolgt hierbei bevorzugt in mehreren Hüben, beispielsweise mit 10 bis 100 Hüben. Jeder Hub erzeugt eine dünne Teilschicht des Beschichtungsmateri- als, wobei die erste Teilschicht direkt auf die äußere Man- teloberfläche der inneren Beschichtungslage, und weitere Teilschichten auf die jeweils zuvor aufgebrachte Teil- Schicht aufgespritzt werden. Die physikalische Homogenität der die erste Komponente 123 bildenden Beschichtung kann über die Parameter des verwendeten Verfahrens eingestellt werden. Bei dem mit dem Akronym HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) bezeichneten Spritzverfahren kann z. B. die Ausbildung von Poren in den Teilschichten durch Wahl eines geeigneten Verhältnisses von Brennstoff zu Sauerstoff und einer geeigneten Förderrate des zur Schichtbildung verwendeten Pulvermaterials eingestellt bzw. vermieden werden. Weiter- hin kann auch das Verfahren des Lichtbogenspritzens ange¬ wandt werden. In preferred embodiments, a thermal spraying process is used to produce the first component 123. The spray coating is preferably carried out in several strokes, for example with 10 to 100 strokes. Each stroke produces a thin sub-layer of the coating material, the first sub-layer being applied directly to the outer surface of the inner coating layer, and further sub-layers applied to the previously applied sub-layer. Be sprayed on. The physical homogeneity of the coating forming the first component 123 can be adjusted via the parameters of the method used. In the case of the acronym HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) designated spraying method z. For example, the formation of pores in the sublayers can be adjusted or avoided by choosing a suitable ratio of fuel to oxygen and a suitable delivery rate of the powder material used for layer formation. Further towards also the method of electric arc spraying can be ¬ Wandt.
Als Materialien zur Herstellung einer metallischen Spritz- beschichtung 123 können handelsübliche Metalle, Legierungen und Hartmetallpulver mit ca. 8-10 % Cobalt als Bindemittel und Wolframmonocarbid als Hartstoff verwendet werden. Das Hartmetallpulver wird vorzugsweise so aufgetragen, dass man an der äußeren Oberfläche der Spritzbeschichtung 123 eine Oberflächenrauheit aus dem Bereich von etwa 5 bis 8 ym und insbesondere aus dem Bereich von 6 bis 7 ym erhält. Als Ma¬ terialien zur Herstellung einer keramischen Spritzbeschichtung 123 können handelsübliche keramische Pulvermaterialien auf der Basis von z. B. Aluminiumoxid, Zirconiumdioxid, Magnesiumoxid, Crom ( III ) -oxid, Yttriumoxid und Titanate verwendet werden. Commercially available metals, alloys and hard metal powder with about 8-10% cobalt as binder and tungsten monocarbide as hard material can be used as materials for producing a metallic spray coating 123. The cemented carbide powder is preferably applied so as to obtain a surface roughness on the outer surface of the sprayed coating 123 in the range of about 5 to 8 μm and in particular in the range of 6 to 7 μm. As Ma ¬ materials for the preparation of a ceramic spray coating 123 commercially available ceramic powder materials based on z. For example, alumina, zirconia, magnesia, crom (III) oxide, yttria and titanates can be used.
Eine die erste Komponente 123 bildende Spritzbeschichtung ist wesentlich dünner als der innere Walzenbezug. Bei Aus¬ führungsformen beträgt die Dicke der Spritzbeschichtung ma- ximal 3 mm, wobei Dicken aus dem Bereich von 0,05 bis 2 mm und insbesondere aus dem Bereich von 0,3 bis 1 mm bevorzugt werden. Entsprechende Spritzbeschichtungen weisen aufgrund ihrer Härte und Zähigkeit eine mit Stahlwalzen vergleichba¬ re Verschleißbeständigkeit der Oberfläche auf und können dennoch den elastischen Verformungen der inneren Walzenbezugslage ohne Beeinträchtigung ihrer mechanischen Festig- keit folgen. A spray coating forming the first component 123 is substantially thinner than the inner roll cover. At Off ¬ guide, the thickness of the spray coating is A maximum of 3 mm, with thicknesses are preferably from the range of 0.05 to 2 mm and in particular from the range from 0.3 to 1 mm. Corresponding spray coatings, due to their hardness and toughness with a steel rolling vergleichba ¬ re wear resistance of the surface and can the elastic deformation of the inner roll cover position without affecting its mechanical strength strength yet follow suit.
Nach dem Aufbringen der ersten Komponente 123 wird auf die Oberfläche deren äußerer Mantelfläche ein Polymer bzw. Po- lymerverbundwerkstoff als zweite Komponente 124 aufge¬ bracht. Die zweite Komponente 124 füllt dabei die durch die Oberflächenrauheit der ersten Komponente gegebenen Vertie¬ fungen auf, wodurch sich zusätzlich zu einer stoffschlüssigen auch eine formschlüssige Verbindung der beiden Kompo- nenten ergibt. After application of the first component 123, a polymer or Po is applied to the surface of its outer circumferential surface lymerverbundwerkstoff ¬ be applied as the second component 124th The second component 124 fills to the details given by the surface roughness of the first component Vertie ¬ levies, whereby in addition, a positive connection of the two compo- results in a material-locking components.
Als Polymere eignen sich Duroplaste und Thermoplaste, die auf Basis von Einkomponenten- und Zweikomponentensystemen hergestellt werden können. Geeignet sind insbesondere Duro- plaste, deren Zersetzungstemperatur so weit oberhalb der Einsatztemperatur der zweiten Komponente 124 liegt, dass sich der Duroplast elastisch verhält. In analoger Weise eignen sich Thermoplaste, deren Glasübergangstemperatur soweit oberhalb der Einsatztemperatur der zweiten Komponen- te 124 liegt, dass bei einem Einsatz einer Walze 10 keine störende Erweichung des Polymers auftreten kann. Als grober Richtwert für die Mindestdifferenz zwischen Einsatztempera¬ tur und Zersetzungs- bzw. Glasübergangstemperatur können 20 °C angegeben werden. Unter Einsatztemperatur ist die Be- triebstemperatur der zweiten Komponente 124 während des bestimmungsgemäßen Einsatzes einer Walze 10 zu verstehen. Suitable polymers are thermosets and thermoplastics, which can be prepared on the basis of one-component and two-component systems. Particularly suitable are castings whose decomposition temperature is so far above the starting temperature of the second component 124 that the thermoset behaves elastically. In an analogous manner, thermoplastics whose glass transition temperature is so far above the starting temperature of the second component 124, that when using a roller 10, no disturbing softening of the polymer can occur. As a rough guideline for the minimum difference between Einsatztempera ¬ temperature and decomposition or glass transition temperature 20 ° C can be specified. The operating temperature is understood to mean the operating temperature of the second component 124 during the intended use of a roller 10.
Als Polymere bzw. Polymerverbundwerkstoffe eignen sich ins¬ besondere Epoxidharze und Epoxidharze mit darin eingebette- ten FüllstoffPartikeln, beispielsweise aus Polyfluorethylen (PFE) und insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE) . Da Epoxidharz im nichtvernetzten bzw. teilvernetzten Zustand eine gute Benetzung der ersten Komponente 123 zeigt, weist es eine gute Haftung darauf auf. As polymers or polymer composites are the ¬ special epoxy resins and epoxy resins is of Embedded th filler, such as polyfluoroethylene (PFE), and in particular of polytetrafluoroethylene (PTFE). Since epoxy resin shows a good wetting of the first component 123 in the non-crosslinked or partially crosslinked state, it has good adhesion to it.
Die Viskosität des Epoxidharzes kann durch Zugabe von Lö- sungsmitteln, wie zum Beispiel Alkoholen oder Ketonen, verringert werden, beispielsweise um ein Aufspritzen oder Gießen des Polymers zu ermöglichen. Bei höheren Viskositäten wird ein Aufbringen des Polymers mithilfe von Streichwerk- zeugen wie z. B. Pinseln oder Spachteln bevorzugt. Bei Verwendung eines Tauchbads kann das Beschichten der Oberfläche der ersten Komponente auch durch Eintauchen in ein noch flüssiges Polymer erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird als Polymerausgangsmaterial eine Mischung aus Epoxidharz und Isobutanol verwendet, die PTFE-Partikel mit mittleren Durchmessern von 0,1 bis 5 ym enthält. Die Anteile des Epoxidharzes am Poly¬ merausgangsmaterial betragen zwischen 40 und 70 Gew.-%, die des Isobutanol zwischen 10 und 60 Gew.-% und die der PTFE- Partikel zwischen 2 und 20 Gew.-%. Das Poly¬ mer/Lösungsmittelgemisch wird vorzugsweise auf die erste Komponente aufgespritzt, die vorzugsweise von einer Spritz- beschichtung aus NiCrBSi gebildet ist. The viscosity of the epoxy resin can be increased by adding be reduced, for example, alcohols or ketones, for example, to allow spraying or casting of the polymer. At higher viscosities, application of the polymer with the aid of coating tools, such as, e.g. As brushing or filling preferably. When using an immersion bath, the coating of the surface of the first component can also be done by immersion in a still liquid polymer. In a preferred embodiment, the polymer starting material used is a mixture of epoxy resin and isobutanol containing PTFE particles with mean diameters of 0.1 to 5 μm. The proportions of the epoxy resin in the poly ¬ merausgangsmaterial be between 40 and 70 wt .-%, the isobutanol of between 10 and 60 wt .-%, and the PTFE particles is between 2 and 20 wt .-%. The polymer / solvent mixture is preferably sprayed onto the first component, which is preferably formed by a spray coating of NiCrBSi.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen in der Wahl des Polymerausgangsmaterials, wobei ein mit Isobutanol gemischtes Si¬ licon-Polyesterharz verwendet wird, das PTFE-Partikel mit mittleren Größen von 0,1 bis 5 ym enthält. Die Anteile des Silicon-Polyesterharzes am Polymerausgangsmaterial betragen wiederum zwischen 40 und 70 Gew.-%, die des Isobutanol zwischen 10 und 60 Gew.-% und die der PTFE-Partikel zwischen 2 und 20 Gew.-%. Das Polymer/Lösungsmittelgemisch wird vor- zugsweise auf die erste Komponente aufgespritzt, die bevor¬ zugt von einer Spritzbeschichtung aus NiCrBSi gebildet ist. Another preferred embodiment differs from that described above in the choice of starting polymer material, wherein an isobutanol mixed with Si ¬ licon polyester resin is used which contains PTFE particles having average sizes of 0.1 to 5 ym. The proportions of the silicone-polyester resin in the polymer starting material are again between 40 and 70 wt .-%, that of isobutanol between 10 and 60 wt .-% and that of the PTFE particles between 2 and 20 wt .-%. The polymer / solvent mixture is preferably sprayed upstream to the first component before Trains t ¬ of a spray coating of NiCrBSi formed.
Nach dem Aufbringen des Polymergrundmaterials auf die erste Komponente 123 wird dieses vorzugsweise thermisch vernetzt, wodurch die Ausbildung der polymeren zweiten Komponente 124 abgeschlossen ist. Statt oder in Verbindung mit den oben beschriebenen Polymermaterialien können auch Silicone zur Ausbildung der zweiten Komponente 124 verwendet werden. Polymerausgangsma- terialien geringer Viskosität werden vorzugsweise zur Ausbildung verhältnismäßig dünner Beschichtungen als zweite Komponente verwendet, beispielsweise für Dicken von 20 bis etwa 50 ym, Polymerausgangsmaterialien höherer Viskosität für entsprechend dickere Beschichtungen von beispielsweise bis zu 80 ym. After applying the polymer base material to the first component 123, it is preferably thermally crosslinked, whereby the formation of the polymeric second component 124 is completed. Instead of or in conjunction with the polymer materials described above, silicones may also be used to form the second component 124. Low viscosity polymer starting materials are preferably used to form relatively thin coatings as a second component, for example, for thicknesses of from 20 to about 50 ym, higher viscosity polymer starting materials for correspondingly thicker coatings of, for example, up to 80 ym.
Nach einem Abtrag einer solcherart schichtförmig aufgebrachten zweiten Komponente 124, beispielsweise durch Verschleiß, bleiben aufgrund der Oberflächenrauheit der ersten Komponente 123 in deren Vertiefungen Reste des die zweite Komponente 124 bildenden polymeren Materials zurück, wodurch die Antihaftwirkung der Walzenbezugsoberfläche über einen Abtrag der zweiten Komponentenschicht hinaus erhalten bleibt . After a removal of such a layer-applied second component 124, for example due to wear remain due to the surface roughness of the first component 123 in the recesses residues of the second component 124 forming polymeric material, whereby the non-stick effect of the roll reference surface over a removal of the second component layer addition remains .
Um die Antihaftwirkung der Walzenoberfläche auch bis zu ei¬ nem gewissen Verschleiß der die erste Komponente 123 bil¬ denden Spritzbeschichtung aufrechtzuerhalten, wird letztere bei vorteilhaften Ausführungsformen als poröse Beschichtung aufgespritzt. Die Poren der Beschichtung werden anschließend mit dem polymeren Material der zweiten Komponente verfüllt, wodurch die erste Komponente 123 als Matrix zur Auf¬ nahme der zweiten Komponente 124 dient. Bei solchen Ausführungsformen werden die Verschleiß- und Festigkeitseigen- schaffen der Walzenoberfläche von den Eigenschaften der Spritzbeschichtung, d. h. von den Eigenschaften der ersten Komponente 123 bestimmt, während die Haftung von Verschmut- zungen auf der Walzenoberfläche im Wesentlichen über die polymere zweite Komponente bestimmt wird. Die Poren werden wie bereits zuvor erwähnt beim Aufbringen des Beschich- tungsmaterials erzeugt, wobei die Porendichte über die Pa- rameter des Spritzbeschichtungsverfahrens eingestellt wer¬ den kann und vorzugsweise zu einer Porosität aus dem Be¬ reich von 2 bis 10 % führt. To maintain the anti-adhesive effect of the roll surface and to ei ¬ nem certain wear of the first component 123 bil ¬ Denden spray coating, the latter is sprayed in advantageous embodiments, a porous coating. The pores of the coating are then filled with the polymeric material of the second component whereby the first component 123 serves as a matrix for ¬ On acquisition of the second component 124th In such embodiments, the wear and strength properties of the roll surface are determined by the properties of the spray coating, ie the properties of the first component 123, while the adhesion of fouling is determined on the roll surface substantially via the polymeric second component. The pores are, as already mentioned previously generated processing material during application of the coating, wherein the pore density is set on the parame- ters of the spray coating method ¬ the can, and preferably leads to a porosity of the Be ¬ range from 2 to 10%.
Die Erfindung ermöglicht eine Ausbildung von verschleißbe- ständigen Walzenbezugsoberflächen, die gleichzeitig einen Antihafteffekt für während einer Papierproduktion anfallende Verunreinigungen aufweist und somit leicht sauber zu halten ist. The invention makes it possible to form wear-resistant roll-covering surfaces which at the same time has an anti-adhesion effect for impurities arising during paper production and is thus easy to keep clean.

Claims

Patentansprüche claims
1. Walzenbezug für Walzen (10) zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoff- oder Folienbahn, insbesondere in einer Papierma¬ schine, wobei der Walzenbezug (12) eine innere Bezugs¬ lage (121, 122) und eine zumindest auf einem Teil der Mantelfläche der inneren Bezugslage (121, 122) angeord¬ nete äußere Bezugslage (123, 124) aufweist, und wobei die innere Bezugslage (121, 122 einen polymeren Verbundwerkstoff aufweist und 1. roll cover for rolls (10) for use in a machine for producing and / or finishing a fibrous or film web, in particular in a Papierma ¬ machine, wherein the roll cover (12) an inner cover ¬ position (121, 122) and a at least on a part of the lateral surface of the inner reference layer (121, 122) angeord ¬ Nete outer reference layer (123, 124), and wherein the inner reference layer (121, 122 has a polymeric composite material and
die äußere Bezugslage (123, 124) von einer metalli¬ schen oder keramischen Spritzbeschichtung (123) mit darauf aufgetragenem polymerem Werkstoff (124) gebildet ist. the external reference position (123, 124) from a metalli ¬ rule or ceramic spray coating (123) is formed with out-applied polymer material (124).
2. Walzenbezug nach Anspruch 1, worin die äußere Oberflä¬ che der metallischen oder keramischen Spritzbeschichtung (123) eine Rauheit aus dem Bereich von 2 bis 12 ym und insbesondere aus dem Bereich von 4 bis 7 ym auf¬ weist. 2. roll cover according to claim 1, wherein the outer Oberflä ¬ surface of the metallic or ceramic spray coating (123) has a roughness in the range of 2 to 12 ym and in particular from the range of 4 to 7 ym ¬ .
3. Walzenbezug nach Anspruch 1 oder 2, worin der polymere Werkstoff (124) ein Epoxidharz umfasst. A roll cover according to claim 1 or 2, wherein the polymeric material (124) comprises an epoxy resin.
4. Walzenbezug nach Anspruch 1 oder 2, worin der polymere Werkstoff (124) ein Silicon-Polyesterharz umfasst. A roll cover according to claim 1 or 2, wherein the polymeric material (124) comprises a silicone-polyester resin.
5. Walzenbezug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der polymere Werkstoff (124) ein Polymer mit da¬ rin eingebetteten Füllstoffen umfasst. 5. roll cover according to one of the preceding claims, wherein the polymeric material (124) comprises a polymer with embedded therein ¬ fillers.
6. Walzenbezug nach Anspruch 5, worin die Füllstoffe Po- lyfluorethylen und insbesondere Polytetrafluorethylen enthalten . 6. roll cover according to claim 5, wherein the fillers polyfluoroethylene and in particular polytetrafluoroethylene contain .
7. Walzenbezug nach Anspruch 5 oder 6, worin die Füllstof¬ fe in Form von Partikeln und insbesondere in Form von Partikeln mit mittleren Durchmessern aus dem Bereich von 0,01 bis 5 ym vorliegen. 7. roll cover according to claim 5 or 6, wherein the Füllstof ¬ fe in the form of particles and in particular in the form of particles with average diameters in the range of 0.01 to 5 ym present.
8. Walzenbezug nach Anspruch 1, worin der polymere Werkstoff (124) von Polyfluorethylen und insbesondere Poly- tetrafluorethylen gebildet ist. 8. roll cover according to claim 1, wherein the polymeric material (124) of polyfluoroethylene and in particular polytetrafluoroethylene is formed.
9. Walzenbezug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die metallische oder keramische Spritzbeschich- tung (123) einen Hartstoffe enthaltenden metallischen Verbundwerkstoff aufweist. 9. Roll cover according to one of the preceding claims, wherein the metallic or ceramic spray coating (123) comprises a metal compound containing hard materials.
10. Walzenbezug nach Anspruch 9, worin die Hartstoffe als Hartstoffkörner auf Basis metallartiger Carbide, metallischer Nitride und Boride, sowie Gemischen hiervon ausgebildet sind und das Bindemittel des metallischen10. roll cover according to claim 9, wherein the hard materials are formed as hard material grains based on metal-type carbides, metallic nitrides and borides, and mixtures thereof, and the binder of the metallic
Verbundwerkstoffs von Cobalt, Eisen, Nickel, Kupfer o- der einer wenigstens eines dieser Metalle enthaltenden Legierung gebildet ist. Composite of cobalt, iron, nickel, copper o- or at least one of these metals containing alloy is formed.
11. Walzenbezug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die metallische oder keramische Spritzbeschich- tung (123) eine Oxidkeramik oder mehrere Oxidkeramiken aufweist . 11. Roll cover according to one of the preceding claims, wherein the metallic or ceramic spray coating (123) comprises an oxide ceramic or a plurality of oxide ceramics.
Walzenbezug nach Anspruch 11, worin die Oxidkeramiken unter Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, Magnesiumoxid, Chrom ( III ) -oxid, Yttriumoxid und Titanaten ausgewählt sind . 13. Walzenbezug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die metallische oder keramische Spritzbeschich- tung (123) porös ausgebildet ist und der polymere Werk¬ stoff (124) die Poren der Spritzbeschichtung wenigstens teilweise verfüllt. A roll cover according to claim 11, wherein the oxide ceramics are selected from alumina, zirconia, magnesia, chromia, yttria and titanates. 13. roll cover according to one of the preceding claims, wherein the metallic or ceramic Spritzbeschich- Device (123) is formed porous and the polymeric material ¬ (124) at least partially filled the pores of the spray coating.
Walze mit einem Walzenkern (11) aus kohlenstofffaser¬ verstärktem Kunststoff und einem Walzenbezug (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 13. Roller with a roller core (11) made of carbon fiber reinforced plastic ¬ and a roll cover (12) according to any one of claims 1 to 13.
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