DE102012200791A1 - Walzenbezug enthaltend mineralischen Füllstoff und Polymerfüllstoff - Google Patents

Walzenbezug enthaltend mineralischen Füllstoff und Polymerfüllstoff Download PDF

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Abstract

Ein Walzenbezug insbesondere für eine Walze zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben umfasst wenigstens eine vorzugsweise dessen Oberfläche ausbildende Schicht, welche eine Matrix aus wenigstens einem Elastomer enthält, in welche Partikel wenigstens eines anorganischen Füllstoffs mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d50) von maximal 50 µm und Partikel wenigstens eines Polymerfüllstoffs eingebettet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Walzenbezug insbesondere für eine Walze zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, eine diesen Walzenbezug umfassende Walze und die Verwendung einer solchen Walze.
  • Bei der Papierherstellung werden bei einer Vielzahl von Verfahrensschritten Walzen und insbesondere Walzen mit einer elastischen Oberfläche eingesetzt, wie beispielsweise bei der Blattbildung in der Siebpartie der Papiermaschine, bei dem Entwässern in der Presspartie der Papiermaschine und bei dem Streichen, Trocknen sowie Glätten in der Endpartie der Papiermaschine. Bei ihrer Verwendung befinden sich die Oberflächen der Walzen in nahezu ständigem Kontakt mit den Papierbahnen, weswegen diese unter anderem eine hohe mechanische Beständigkeit und insbesondere eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen müssen. Abgesehen davon müssen diese eine hohe Beständigkeit gegenüber der Ausbildung von Kratzern darauf, eine hohe Schlagfestigkeit, eine gute Reißfestigkeit, eine hohe Druckfestigkeit und eine ausreichend hohe Härte aufweisen. Um den Oberflächen von Walzen die für ihre Verwendung erforderlichen anwendungstechnischen Eigenschaften zu verleihen, werden Walzen an ihrer Oberfläche üblicherweise mit einem auf einem Walzenkern angeordneten Walzenbezug versehen, dessen Material im Hinblick auf die erforderlichen anwendungstechnischen Eigenschaften formuliert wird.
  • Oberflächen von Walzen, welche beispielsweise bei dem Streichen in der Endpartie einer Papiermaschine eingesetzt werden, befinden sich zudem in Kontakt mit einer Streichvorrichtung, wie beispielsweise mit einem Rakelstab, welcher eingesetzt wird, um das auf die Walzenoberfläche aufgetragene Streichmedium zu vergleichmäßigen und so auf der Walzenoberfläche einen gleichmäßig dicken Film aus Streichmedium sicherzustellen. Um eine Abrasion der Rakelstaboberfläche zu vermeiden oder zumindest zu minimieren, dürfen die Walzenoberflächen bei dieser Anwendung jedoch nicht zu abrasiv sein. Allerdings müssen die Walzenoberflächen selbst ausreichend abrasionsbeständig sein, eine hohe Beständigkeit gegenüber der Ausbildung von Kratzern darauf sowie eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen. Schließlich müssen die Walzenoberflächen eine definierte Rauigkeit aufweisen, da diese das Aufnahmevermögen der Walzen für das Streichmedium bestimmt, und diese definierte Rauigkeit muss möglichst für eine lange Betriebszeit aufrechterhalten werden, weil sich ansonsten das Aufnahmevermögen der Walzen für das Streichmedium und damit die Übertragungsmenge von Streichmittel auf die Papierbahn verändert.
  • Zur Herstellung elastischer Walzenbezüge werden üblicherweise ein oder mehrere Elastomere oder in einigen Fällen auch Verbundwerkstoffe eingesetzt, welche eine Matrix aus einem Elastomer oder eine Mischung aus zwei oder mehr Elastomeren enthalten, in welche ein oder mehrere Füllstoffe eingebettet sind. Durch das Einmischen von mineralischen Füllstoffen, wie Siliciumoxid und Silikaten, in die Polymermatrizes der Walzenbezüge kann die Beständigkeit von Walzenbezügen gegenüber der Ausbildung von Kratzern darauf erhöht werden. Allerdings sind mineralische Füllstoffe sehr hart. Aufgrund dessen müssen in Walzenbezügen grundsätzlich mineralische Füllstoffe mit einem vergleichsweise kleinen Durchmesser eingesetzt werden, weil größere an der Walzenoberfläche orientierte Füllstoffpartikel aus der Walzenbezugsoberfläche herausragen und bei dem Betrieb der Walzen in die damit kontaktierte Faserstoff- bzw. Papierbahn einprägen. Abgesehen davon wirken größere Partikel aus mineralischem Füllstoff in der Walzenoberfläche bei dem Betrieb der Walze zu abrasiv auf Streicheinrichtungen, wie Rakelstäbe, was deren Lebensdauer verringert. Obwohl der Zusatz mineralischer Füllstoffe mit dem aus den vorstehenden Gründen geforderten kleinen Partikeldurchmesser die Beständigkeit der Walzenbezüge gegenüber der Ausbildung von Kratzern darauf und die Abrasionsbeständigkeit erhöht, nimmt jedoch in solch kleine mineralische Füllstoffe enthaltenden Walzenbezügen die beispielsweise für deren Verwendung in Filmstreichaggregaten von Papiermaschinen gezielt eingestellte Oberflächenrauigkeit ab einer gewissen Betriebsdauer der Walzen stark ab. Dadurch ändert sich mit zunehmender Betriebsdauer der Walzenbezüge deren Aufnahmevermögen für Streichmittel und damit die Übertragungsmenge von Streichmittel auf die Papierbahn sowie die Blattabgabe.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Walzenbezug bereitzustellen, welcher eine hervorragende Abriebsfestigkeit und eine hohe Verschleißbeständigkeit aufweist, welcher auch bei langer Betriebsdauer seine anfängliche Oberflächenrauigkeit konstant beibehält, und, welcher sich gleichzeitig durch eine hohe Beständigkeit gegenüber der Ausbildung von Kratzern auf dessen Oberfläche auszeichnet. Zudem soll der Walzenbezug keine zu hohe abrasive Wirkung auf Rakelstäbe oder andere Streicheinrichtungen ausüben sowie eine ausreichend hohe Härte, eine ausreichend hohe Schlagfestigkeit, eine gute Reißfestigkeit sowie eine gute Druckfestigkeit aufweisen. Schließlich soll der Walzenbezug einfach und kostengünstig herstellbar sein.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Walzenbezug, insbesondere für eine Walze zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, welcher wenigstens eine vorzugsweise dessen Oberfläche ausbildende Schicht umfasst, welche eine Matrix aus wenigstens einem Elastomer enthält, in welche Partikel wenigstens eines anorganischen Füllstoffs mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d50) von maximal 50 µm und Partikel wenigstens eines Polymerfüllstoffs eingebettet sind.
  • Während der Zusatz der Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d50) von maximal 50 µm eine gute Abrasionsbeständigkeit, eine gute Verschleißbeständigkeit sowie insbesondere eine hohe Beständigkeit gegenüber der Ausbildung von Kratzern auf der Oberfläche des Walzenbezugs bewirkt, trägt der Zusatz des wenigstens einen Polymerfüllstoffs zu der hervorragenden Abrasionsbeständigkeit sowie Verschleißbeständigkeit des Walzenbezugs bei und bedingt darüber hinaus insbesondere auch die Beibehaltung der anfänglichen Oberflächenrauigkeit des Walzenbezugs auch über eine sehr lange Betriebsdauer des Walzenbezugs. Zudem bewirkt der Zusatz des wenigstens eines Polymerfüllstoffs, dass der Walzenbezug keine zu hohe abrasive Wirkung auf Rakelstäbe oder auf andere Streicheinrichtungen aufweist. Vielmehr ist der Polymerfüllstoff weich genug, um den Rakelstab nicht abrasiv anzugreifen, aber hart genug, um die Abrasionsbeständigkeit der Matrix zu erhöhen. Insgesamt kann so überraschenderweise ein Walzenbezug erhalten werden, welcher einfach und kostengünstig hergestellt werden kann, welcher eine ausreichend hohe Härte, eine ausreichend hohe Schlagfestigkeit, eine exzellent Reißfestigkeit sowie eine hohe Druckfestigkeit aufweist, welcher sich zudem durch eine hervorragende Abrasionsbeständigkeit, Verschleißbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber der Ausbildung von Kratzern auf dessen Oberfläche auszeichnet, und, welcher seine anfängliche Oberflächenrauigkeit auch nach langer Betriebsdauer konstant beibehält. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich der erfindungsgemäße Walzenbezug insbesondere zur Verwendung in einer Walze, welche in einem Filmstreichaggregat einer Papier- oder Kartonmaschine verwendet wird.
  • Wie dargelegt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die in dem Walzenbezug enthaltenen Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff einen mittleren Partikeldurchmesser (d50) von maximal 50 µm aufweisen, um so die mechanischen Eigenschaften des Walzenbezugs zu verbessern, wie insbesondere dessen Abrasionsbeständigkeit, dessen Verschleißbeständigkeit und vor allem dessen Beständigkeit gegenüber der Ausbildung von Kratzern auf dessen Oberfläche, aber gleichzeitig sicherzustellen, dass der Walzenbezug auf Rakelstäbe oder andere Streicheinrichtungen nicht zu abrasiv wirkt. Im Einklang mit der üblichen Definition dieses Parameters wird unter dem mittleren Partikeldurchmesser d50 der Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff gemäß der vorliegenden Patentanmeldung der Wert des Partikeldurchmessers verstanden, den 50% der vorliegenden Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff unterschreiten, d.h. 50% aller vorliegenden Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff weisen einen kleineren Partikeldurchmesser als den d50-Wert auf.
  • Um eine besonders gute Erhöhung der mechanischen Eigenschaften des Walzenbezugs, wie insbesondere der Abrasionsbeständigkeit, der Verschleißbeständigkeit und der Beständigkeit gegenüber der Ausbildung von Kratzern auf dessen Oberfläche, zu erreichen und gleichzeitig eine sehr niedrige abrasive Wirkung des Walzenbezugs auf Rakelstäbe oder andere Streicheinrichtungen einzustellen, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass die Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff einen mittleren Partikeldurchmesser (d50) zwischen 1 nm und maximal 20 µm und besonders bevorzugt von zwischen 1 nm und maximal 10 µm aufweisen.
  • Grundsätzlich kann die Partikelgrößenverteilung der Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff monomodal sein oder auch multimodal, beispielsweise bimodal, sein. Während die Partikelgrößenverteilung bei der monomodalen Verteilung nur ein Maximum aufweist, weist diese bei einer multimodalen Verteilung mehrere Maxima auf, wie beispielsweise bei einer bimodalen Verteilung zwei Maxima. Eine multimodale Partikelgrößenverteilung liegt insbesondere dann vor, wenn Partikel aus mehreren verschiedenen Füllstoffen eingesetzt werden. Wenn die Partikelgrößenverteilung monomodal ist, ist es bevorzugt, dass diese möglichst eng ist. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis des Partikeldurchmessers (d90)/Partikeldurchmesser (d50) der Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff bei einer monomodalen Partikelgrößenverteilung 3:1 bis 1:1, besonders bevorzugt 2:1 bis 1:1,01 und ganz besonders bevorzugt 1,5:1 bis 1:1,1. Unter dem mittleren Partikeldurchmesser d90 der Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff wird im Einklang mit der vorstehenden Definition des mittleren Partikeldurchmessers d50 gemäß der vorliegenden Patentanmeldung der Wert des Partikeldurchmessers verstanden, den 90% der vorliegenden Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff unterschreiten, d.h. 90% aller vorliegenden Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoff weisen einen kleineren Partikeldurchmesser als den d90-Wert auf.
  • Prinzipiell kann der wenigstens eine anorganische Füllstoff aus einem beliebigen anorganischen Material bestehen, welches ausreichend hart ist, um eine hohe Abrasionsbeständigkeit und eine ausreichend hohe Beständigkeit der Walzenbezugsoberfläche gegenüber der Ausbildung von Kratzern darauf zu erreichen. Beispiele für geeignete Materialien schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf solche, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus Metalloxiden, Halbmetalloxiden, Metallcarbiden, Halbmetallcarbiden, Metallnitriden, Halbmetallnitriden, Metallcarbonitriden, Halbmetallcarbonitriden, Metallsilicaten und beliebigen Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht. In dem erfindungsgemäßen Walzenbezug können insbesondere auch Partikel aus zwei oder mehr verschiedenen anorganischen Materialien eingesetzt werden, wobei es in diesem Fall bevorzugt ist, dass alle Partikel aus den anorganischen Füllstoffen einen mittleren Partikeldurchmesser (d50) von maximal 50 µm, besonders bevorzugt zwischen 1 nm und maximal 20 µm und ganz besonders bevorzugt von zwischen 1 nm und maximal 10 µm aufweisen.
  • Besonders gute Ergebnisse im Hinblick auf die vorstehenden Effekte werden insbesondere erreicht, wenn der wenigstens eine anorganische Füllstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Yttriumoxid, Siliciumdioxid, Chromoxid, Chromcarbid, Titancarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Aluminiumcarbid, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Chromnitrid, Niobnitrid, Chromcarbonitrid, Titancarbonitrid, Borcarbonitrid, Wolframcarbonitrid, Diamant, Aluminiumsilikaten, Aluminiumnatriumsilikaten, Calciumsilikaten, Calciumnatriumsilikaten und beliebigen Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht.
  • Die optimale Menge an anorganischem Füllstoff bzw. anorganischen Füllstoffen in der wenigstens einen Schicht des erfindungsgemäßen Walzenbezugs hängt von den für die beabsichtigte Verwendung des Walzenbezugs konkret geforderten Eigenschaften ab. Insbesondere im Hinblick auf eine Verwendung des erfindungsgemäßen Walzenbezugs in einem Filmstreichaggregat einer Papier- oder Kartonmaschine ist es bevorzugt, dass der Gehalt an anorganischem Füllstoff bzw. anorganischen Füllstoffen möglichst hoch ist. Vorzugsweise enthält der Walzenbezug bezogen auf das Volumen der wenigstens einen Schicht 0,1 bis 5 Vol.-%, bevorzugt 1 bis 5 Vol.-%, besonders bevorzugt 2 bis 5 Vol.-% und ganz besonders bevorzugt 3 bis 5 Vol.-% Partikel aus dem wenigstens einen anorganischen Füllstoffs, da mit geringeren Mengen die gewünschten Effekte nicht in einem ausreichend hohen Ausmaß erreicht werden und sich größere Mengen nicht ausreichend in dem Matrixmaterial dispergieren lassen.
  • Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung bezüglich des Materials für die in dem Walzenbezug einzusetzenden Polymerfüllstoffpartikel nicht beschränkt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es jedoch bevorzugt, dass die in dem Walzenbezug enthaltenen Partikel aus dem wenigstens einen Polymerfüllstoff ein größeres Elastizitätsmodul aufweisen als die Matrix, d.h. das bzw. die die Matrix ausbildenden Elastomer(e), damit der wenigstens eine Polymerfüllstoff zusammen mit dem bzw. den anorganischen Füllstoffen zu einer Erhöhung der Abrasionsbeständigkeit und insbesondere Beständigkeit des Walzenbezugs gegenüber Kratzern auf dessen Oberfläche beiträgt.
  • Wie vorstehend dargelegt, ist das Material des Polymerfüllstoffs vorzugsweise weich genug, um Rakelstäbe oder andere Streicheinrichtungen nicht abrasiv anzugreifen, aber hart genug, um die Abrasionsbeständigkeit der Matrix des Walzenbezugs zu erhöhen. Um dies zu erreichen, ist es bevorzugt, dass die in dem Walzenbezug enthaltenen Partikel aus dem wenigstens einen Polymerfüllstoff ein Elastizitätsmodul zwischen 500 und 10.000 MPa, bevorzugt zwischen 500 und 5.000 MPa und besonders bevorzugt zwischen 1.000 und 2.000 MPa aufweisen. Unter dem Elastizitätsmodul wird im Sinne der vorliegenden Erfindung das gemäß der DIN ISO 604 im Druckversuch bestimmte Elastizitätsmodul verstanden.
  • Aus den gleichen Gründen ist es bevorzugt, dass der wenigstens eine Polymerfüllstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Gummis und beliebigen Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht. Gute Ergebnisse werden dabei insbesondere erhalten, wenn der wenigstens eine Polymerfüllstoff ein Polyethylen und/oder ein Polypropylen und bevorzugt ein hochdichtes Polyethylen ist.
  • Um eine gute Lebensdauer bei den in einer Papiermaschine herrschenden Bedingungen aufzuweisen, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Polymerfüllstoff eine derartige Hydrolysebeständigkeit aufweist, dass das Elastizitätsmodul des wenigstens einen Polymerfüllstoffs nach einer Inkubation für 4 Tage bei einer Temperatur von 120°C und einem Druck von 2 bar um nicht mehr als 50% abnimmt.
  • Durch die Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung der Polymerfüllstoffpartikel werden die Oberflächenrauigkeit des Walzenbezugs maßgeblich bestimmt. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, wenn die Partikelgrößenverteilung der Partikel aus dem wenigstens einen Polymerfüllstoff monomodal ist und besonders bevorzugt möglichst eng ist. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis des Partikeldurchmessers (d90)/Partikeldurchmesser (d50) der Partikel aus dem wenigstens einen Polymerfüllstoff 3:1 bis 1:1, besonders bevorzugt 2:1 bis 1:1,01 und ganz besonders bevorzugt 1,5:1 bis 1:1,1.
  • Der konkrete Wert für den mittleren Partikeldurchmessers (d50) des wenigstens einen Polymerfüllstoffs beträgt vorzugsweise zwischen 1 µm und 500 µm und bevorzugt von zwischen 10 µm und 150 µm.
  • Die optimale Menge an Polymerfüllstoff in der wenigstens einen Schicht des erfindungsgemäßen Walzenbezugs hängt von den für die beabsichtigte Verwendung des Walzenbezugs konkret geforderten Eigenschaften ab. Insbesondere im Hinblick auf eine Verwendung des erfindungsgemäßen Walzenbezugs in einem Filmstreichaggregat einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine ist es bevorzugt, dass der Gehalt an Polymerfüllstoff bzw. Polymerfüllstoffen möglichst hoch ist. Vorzugsweise enthält der Walzenbezug bezogen auf das Volumen der wenigstens einen Schicht 0,1 bis 13 Vol.-%, bevorzugt 1 bis 13 Vol.-% und besonders bevorzugt 5 bis 13 Vol.-% Partikel aus dem wenigstens einen Polymerfüllstoff, da mit geringeren Mengen die gewünschten Effekte nicht in einem ausreichend hohen Ausmaß erreicht werden und sich größere Mengen nicht ausreichend in dem Matrixmaterial dispergieren lassen.
  • Als Elastomer(e) für den erfindungsgemäßen Walzenbezug können grundsätzlich diejenigen eingesetzt werden, welche für bekannte Walzenbezüge eingesetzt werden. Beispiele für geeignete Elastomere schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Polyurethanelastomere und Gummi, wobei geeignete Gummis beispielsweise solche sind, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus Nitrilbutadienkautschuken, hydrierten Nitrilbutadienkautschuken, Naturkautschuk, Styrolbutadienkautschuken, Chloroprenkautschuken und beliebigen Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht.
  • Um eine gute Lebensdauer bei den in einer Papiermaschine herrschenden Bedingungen aufzuweisen, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Elastomer eine derartige Lösemittelbeständigkeit aufweist, dass das Elastizitätsmodul des wenigstens einen Elastomers nach einer Inkubation für 4 Tage bei 120°C in einer Sattdampfatmosphäre um nicht mehr als 50% abnimmt.
  • Aus dem gleichen Grund wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Elastomer eine derartige Alterungsbeständigkeit aufweist, dass dessen Härte nach einer Inkubation für 4 Wochen bei 120°C in Heißluft um nicht mehr als 50% zunimmt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das wenigstens eine die Matrix ausbildende Elastomer ein Elastizitätsmodul von weniger als 500 MPa, bevorzugt zwischen 5 und 100 MPa und besonders bevorzugt zwischen 10 und 50 MPa auf.
  • Erfindungsgemäß umfasst der Walzenbezug wenigstens eine zuvor beschriebene Schicht, welche eine Matrix aus wenigstens einem Elastomer enthält, in welche Partikel wenigstens eines anorganischen Füllstoffs mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d50) von maximal 50 µm und Partikel wenigstens eines Polymerfüllstoffs eingebettet sind. Da diese Schicht insbesondere vorteilhaft eine hohe Abrasionsbeständigkeit, eine exzellent Beständigkeit gegenüber der Ausbildung von Kratzern darauf und eine vergleichsweise geringe abrasive Wirkung auf Rakelstäbe oder andere Streicheinrichtungen aufweist, bildet diese wenigstens eine Schicht vorzugsweise die Deckschicht des Walzenbezugs aus. Gute Ergebnisse werden bei dieser Ausführungsform insbesondere erreicht, wenn die wenigstens eine Schicht eine Dicke zwischen 5 und 25 mm aufweist.
  • Gemäß einer dazu alternativen und besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht der Walzenbezug aus der wenigstens einen Schicht, wobei es besonders bevorzugt ist, dass dieser eine Dicke zwischen 5 und 25 mm aufweist.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Walze mit einem Walzenkern und einem auf dem Walzenkern ausgebildeten elastischen Walzenbezug, welcher wie zuvor beschrieben zusammengesetzt ist.
  • Die erfindungsgemäße Walze kann durch jedes dem Fachmann bekannte Verfahren hergestellt werden, und zwar bevorzugt mit einem Gießverfahren, und zwar besonders bevorzugt mit einem Rotationsgussverfahren oder Vertikalgussverfahren. Beispielsweise kann ein Polyurethanelastomervorläufer bzw. eine Polyurethanelastomervorläufermischung, welche beispielsweise aus einem Polyurethanpräpolymer und einem Härter zusammengesetzt ist, mit Partikeln aus einem oder mehreren anorganischen Füllstoffen, beispielsweise Siliciumdioxid, mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d50) von maximal 50 µm sowie mit Partikeln aus wenigstens einem Polymerfüllstoff, beispielsweise hochdichtem Polyethylen (HDPE), vermischt werden, bevor die so hergestellte Mischung beispielsweise mittels Rotationsgießen auf einen mit einer Haftschicht beschichteten Walzenkern, welcher beispielsweise aus Stahl besteht, aufgebracht wird, dann der Polyurethanelastomervorläufer durch eine Wärmebehandlung ausgehärtet wird und die so hergestellte Walze schließlich mechanische auf die gewünschten Endmaße bearbeitet wird.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der zuvor beschriebenen Walze in einem Filmstreichaggregat einer Papier- oder Kartonmaschine.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines diese erläuternden, diese aber nicht einschränkenden Beispiels erläutert.
  • Beispiel
  • Adiprene® Ribbon Flow RFA-1001 der Firma Chemtura, USA als Polyurethanpräpolymer wurde mit einer Füllstoff enthaltenden Härtermischung vermischt und diese Mischung wurde durch Rotationsgießen auf einen Walzenkern aus Stahl aufgebracht und durch eine Wärmebehandlung für 4 Stunden bei 100°C und anschließend für 24 Stunden bei 120°C ausgehärtet. Dabei betrug das Mischungsverhältnis von Polyurethanpräpolymer zu Füllstoff enthaltender Härtermischung 100:95 und war die Füllstoff enthaltende Härtermischung wie folgt zusammengesetzt:
    80 Gewichtsteile difunktionelles Polybutylenglykol (PolyTHF® 2000 der Firma BASF SE, Deutschland),
    10 Gewichtsteile 4,4'-Methylen-bis-(3-chloro-2,6-diethylanilin (Lonzacure® MCDEA der Firma Lonza Ltd., Schweiz),
    5 Gewichtsteile Diethylmethylbenzoldiamin (Lonzacure® DETDA 80 der Firma Lonza Ltd., Schweiz),
    5 Gewichtsteile 4,4' Methylendianilin (Amicure® 101 der Firma Air Products and Chemicals, Inc., USA),
    20 Gewichtsteile Ultrahochmolekulares Polyethylen (Inhance® UH-1250 der Firma Inhance/Fluoro-Seal, Ltd.) und
    40 Gewichtsteile Korund (Aluminiumoxid) als Füllstoff (Alodur® Korund ZWSK 0–2 µm der Firma Treibacher Schleifmittel AG, Österreich).
  • Der Walzenbezug der so hergestellten Walze wies eine hervorragende Abriebsfestigkeit sowie eine hohe Verschleißbeständigkeit auf und behielt seine anfängliche Oberflächenrauigkeit auch nach langer Betriebsdauer konstant bei.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN ISO 604 [0015]

Claims (15)

  1. Walzenbezug, insbesondere für eine Walze zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, welcher wenigstens eine Schicht umfasst, welche eine Matrix aus wenigstens einem Elastomer enthält, in welche Partikel wenigstens eines anorganischen Füllstoffs mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d50) von maximal 50 µm und Partikel wenigstens eines Polymerfüllstoffs eingebettet sind.
  2. Walzenbezug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des wenigstens einen anorganischen Füllstoffs einen mittleren Partikeldurchmesser (d50) zwischen 1 nm und maximal 20 µm und bevorzugt von zwischen 1 nm und maximal 10 µm aufweisen.
  3. Walzenbezug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Partikeldurchmessers (d90)/Partikeldurchmesser (d50) des wenigstens einen anorganischen Füllstoffs 3:1 bis 1:1, bevorzugt 2:1 bis 1:1,01 und besonders bevorzugt 1,5:1 bis 1:1,1 beträgt.
  4. Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine anorganische Füllstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Yttriumoxid, Siliciumdioxid, Chromoxid, Chromcarbid, Titancarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Aluminiumcarbid, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Chromnitrid, Niobnitrid, Chromcarbonitrid, Titancarbonitrid, Borcarbonitrid, Wolframcarbonitrid, Diamant, Aluminiumsilikaten, Aluminiumnatriumsilikaten, Calciumsilikaten, Calciumnatriumsilikaten und beliebigen Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht.
  5. Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser bezogen auf das Volumen der wenigstens einen Schicht 0,1 bis 5 Vol.-%, bevorzugt 1 bis 5 Vol.-%, besonders bevorzugt 2 bis 5 Vol.-% und ganz besonders bevorzugt 3 bis 5 Vol.-% Partikel des wenigstens einen anorganischen Füllstoffs enthält.
  6. Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des wenigstens einen Polymerfüllstoffs ein größeres Elastizitätsmodul aufweisen als die Matrix aus dem wenigstens einen Elastomer.
  7. Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des wenigstens einen Polymerfüllstoffs ein Elastizitätsmodul zwischen 500 und 10.000 MPa, bevorzugt zwischen 500 und 5.000 MPa und besonders bevorzugt zwischen 1.000 und 2.000 MPa aufweisen.
  8. Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Polymerfüllstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Gummis und beliebigen Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht.
  9. Walzenbezug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Polymerfüllstoff ein Polyethylen und/oder ein Polypropylen und bevorzugt ein hochdichtes Polyethylen ist.
  10. Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Partikeldurchmessers (d90)/Partikeldurchmesser (d50) des wenigstens einen Polymerfüllstoffs 3:1 bis 1:1, bevorzugt 2:1 bis 1:1,01 und besonders bevorzugt 1,5:1 bis 1:1,1 beträgt.
  11. Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des wenigstens einen Polymerfüllstoffs einen mittleren Partikeldurchmessers (d50) zwischen 1 µm und 500 µm und bevorzugt von zwischen 10 µm und 150 µm aufweisen.
  12. Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser bezogen auf das Volumen der wenigstens einen Schicht 0,1 bis 13 Vol.-%, bevorzugt 1 bis 13 Vol.-% und besonders bevorzugt 5 bis 13 Vol.-% des wenigstens Polymerfüllstoffs enthält.
  13. Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine die Matrix ausbildende Elastomer ein Polyurethanelastomer und/oder ein Gummi ist und bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus elastomeren Polyurethanen, Nitrilbutadienkautschuken, hydrierten Nitrilbutadienkautschuken, Naturkautschuk, Styrolbutadienkautschuken, Chloroprenkautschuken und beliebigen Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht.
  14. Walze mit einem Walzenkern und einem auf dem Walzenkern ausgebildeten elastischen Walzenbezug nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche.
  15. Verwendung einer Walze nach Anspruch 14 in einem Filmstreichaggregat einer Papier- oder Kartonmaschine.
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