DE102019123284A1

DE102019123284A1 - Walze für eine Papiermaschine, deren Verwendung sowie Papiermaschine

Info

Publication number: DE102019123284A1
Application number: DE102019123284.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan POLLASCHEK; Franz Grohmann; Peter Putschögl; Jörg Schauberger
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2021-03-04
Also published as: EP3786358A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walze für eine Papiermaschine, zur Herstellung oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn, wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend einen metallischen Walzenkern und einen (in Bezug auf deren Längsachse gesehen radial außen) auf den Walzenkern aufgebrachten Walzenbezug, wobei der Walzenbezug mehrere jeweils in Bezug auf die Längsachse der Walze gesehen radial übereinander angeordnete Schichten aufweist, nämlich eine radial innerste Bindeschicht und eine radial äußere Tragschicht, wobei die Bindeschicht aus einem peroxidisch vernetzten Kautschuk hergestellt ist. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Walze in einer Papiermaschine sowie einer derartige Papiermaschine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze für eine Papiermaschine, zur Herstellung oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn, wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, die Verwendung einer solchen Walze sowie eine Papiermaschine umfassend eine solche, im Einzelnen gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Derartige Walzen sind in einer Vielzahl von Positionen und mit einer Vielzahl von Funktionen in der eingangs genannten Papiermaschine vorhanden. So sind Walzen mit vergleichsweise weichen Bezugsschichten zum Pressen und Entwässern der Faserstoffbahn geeignet, Walzen mit vergleichsweise harten Oberflächen insbesondere auch mit einer Heizvorrichtung kommen vor allem zum Glätten und Trocknen der Faserstoffbahn zur Anwendung.
Zum Entwässern der Faserstoffbahn werden beispielsweise Saugpresswalzen eingesetzt. Diese umfassen einen auf einem Walzenkern angeordneten Walzenbezug. Walzenkern und Walzenbezug weisen Durchgangsbohrungen auf, die an eine entsprechende Saugeinrichtung angeschlossen sind, um Wasser aus der Faserstoffbahn über die Durchgangsbohrungen abzuführen. Dazu bilden die Saugpresswalzen mit einer entsprechenden Presswalze einen Presspalt, also einen Pressnip aus, durch den die Faserstoffbahn zu deren Entwässerung geführt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft unter anderem derartige, gattungsgemäße Saugpresswalzen.
Um den hohen Anforderungen an Entwässerung, mechanische und chemische Eigenschaften gerecht zu werden, werden für den Walzenbezug Elastomere z.B. auf Kautschukbasis eingesetzt. Oftmals ist es daher nötig, dass Walzenbezüge aus mehreren Schichten aufgebaut werden. Dieser Aufbau ist zeit- und daher kostenintensiv.
Ferner werden für den Walzenkern Metalle, wie Edelstahl oder Bronze eingesetzt. Bisher hat sich besonders bei der Verwendung von Bronze zusammen mit schwefelvernetzten Kautschuken gezeigt, dass eine Barriere, z.B. in Form eines Anstrichs oder einer Beschichtung nötig ist. Diese Barriere soll verhindern, dass während der Vulkanisation des Walzenbezugs eine Reaktion des Schwefels aus dem Gummi mit dem Kupfer aus der Bronze stattfindet. Dies würde zu einer schlechten Haftung zwischen Walzenkern und Walzenbezug führen.
Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung, eine Walze, deren Verwendung sowie eine Papiermaschine umfassend eine solche Walze anzugeben, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert sind. Insbesondere soll die Haftung des Walzenbezugs am Walzenkern vergrößert und eine kostengünstiger herzustellende Walze angegeben werden.
Die Aufgabe wird durch eine Walze, deren Verwendung sowie eine Papiermaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen wieder.
Dier Erfinder haben erkannt, dass durch Vorsehen einer Walze, bei der der Walzenbezug auf dem Walzenkern aufgebracht ist, und die radial innerste Schicht, also die Bindeschicht des Walzenbezugs aus einem peroxidisch vernetzten Kautschuk hergestellt ist, anstelle eines schwefelvernetzten Kautschuks, die eingangs genannten Probleme besonders bei aus Bronze bestehenden Walzenkernen vermieden werden können. Die Tragschicht, die sich z.B. unmittelbar an die radial äußere Oberfläche der Bindeschicht anschließt, kann dann aus einen solchen schwefelvernetzten Kautschuk, bevorzugt einem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) hergestellt sein und damit ein Hartgummi bilden. Somit ist die Schwefel umfassende Tragschicht vom z.B. Bronze aufweisenden Walzenkern durch die peroxidisch vernetzte Bindeschicht getrennt. Auch für die Bindeschicht kann grundsätzlich ein NBR-Kautschuk Verwendung finden.
Zur Verbesserung der Haftung kann zwischen dem Walzenkern und dem Walzenbezug ein Haftvermittler vorgesehen sein.
Mit dem Begriff Funktionsschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Schicht gemeint, welche direkt mit der Faserstoffbahn oder indirekt, beispielsweise über zwischen Faserstoffbahn und Funktionsschicht angeordnete Transportbänder, wie Filze oder Siebe, in Kontakt kommt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter Bindeschicht eine Schicht verstanden, welche der Haftvermittlung zwischen einerseits dem Walzenkern und dem eigentlichen Walzenbezug dient.
Damit sind sowohl Bindeschicht als auch Funktionsschicht Teil des auf die Walze bereits aufgebrachten, festen Walzenbezugs, der bei der Herstellung sukzessive auf den Walzenkern aufgebracht wird. Funktions- und/oder Bindeschicht können dabei aus einer Mehrzahl von Einzelschichten aufgebaut sein.
Bei einer besonders vorzuziehenden Ausführungsform der Erfindung weist die Walze für eine Papiermaschine, zur Herstellung oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn, wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, einen metallischen Walzenkern und einen auf den Walzenkern aufgebrachten Walzenbezug auf, wobei der Walzenbezug mehrere jeweils in Bezug auf die Längsachse der Walze gesehen radial übereinander angeordnete Schichten aufweist, nämlich eine radial innerste Bindeschicht und eine radial äußere Tragschicht, wobei die Bindeschicht aus einem peroxidisch vernetzten Kautschuk hergestellt ist. Dabei ist die Tragschicht aus einem Hartgummi, also einem mit Schwefel vernetzten Kautschuk hergestellt und der Kautschuk ist bevorzugt ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR). Ferner weist der Walzenbezug eine radial äußerste Funktionsschicht auf, welche aus einem peroxidisch vernetzten Kautschuk hergestellt ist. Ein solcher Walzenbezug kann einfach und kostengünstig hergestellt werden. Wird zusätzlich ein Walzenkern aus Bronze eingesetzt, so wird verhindert, dass Schwefel aus dem Material der Tragschicht während der Vulkanisation, also der Herstellung des Walzenbezuges, mit dem Kupfer der Bronze reagiert.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Walze für eine Papiermaschine zur Herstellung oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn, wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn.
Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Papiermaschine zur Herstellung oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn, wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, wobei die Papiermaschine wenigstens eine erfindungsgemäße Walze aufweist. Bevorzugt ist die Papiermaschine zur Herstellung einer Tissuebahn eingerichtet.
Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

1 eine teilweise, schematische Darstellung einererfindungsgemäßen Papiermaschine gemäß einer möglichen Ausführungsform;
2 einen schematischen, nicht maßstabsgetreuen Querschnitt durch die Längsachse einer erfindungsgemäßen Walze gemäß einer möglichen Ausführungsform.

In 1 ist eine teilweise, schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Papiermaschine 1, hier als Tissuepapiermaschine ausgeführt, gezeigt. Die zu trocknende und zu kreppende Faserstoffbahn 2, hier also die Tissuebahn, wird von rechts unten her kommend auf einer Bespannung transportiert und auf einen beheizten oder beheizbaren Trockenzylinder 3, wie Yankee-Zylinder überführt. Die Überführung erfolgt über eine Walze 6, hier als Saugpresswalze ausgebildet. Dazu ist die Walze 6 mit ihrer radial äußersten Oberfläche an die radial äußerste Oberfläche des Trockenzylinders 3 angelegt. Hierdurch bilden die beiden Elemente einen Pressnip 5 miteinander aus.
Die Saugpresswalze 6 ist über eine nicht gezeigte Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Vakuums besaugt, um die Faserstoffbahn 2 im Pressnip 5 zu entwässern.
Die Tissuebahn 2 wird nach deren Überführung auf dem Trockenzylinder 3 getrocknet und anschließend mittels eines Kreppschabers 4 von der Oberfläche des Trockenzylinders 3 durch Kreppen abgelöst.
In 2 ist in einem schematischen, nicht maßstabsgetreuen Querschnitt durch die Längsachse 6.1 der Walze 6, wie sie in einer Papiermaschine der 1 eingesetzt sein könnte, gezeigt.
Die Walze 6 umfasst einen Walzenkern 7 sowie einen auf die radial äußere Oberfläche des Walzenkerns 7 aufgebrachten Walzenbezug 8. Walzenkern 7 und Walzenbezug 8 weisen eine Mehrzahl von miteinander kommunizierenden - hier übertrieben groß dargestellten - Bohrungen 10 auf. Letztgenannte sind am Umfang der Walze 6 verteilt angeordnet und vorliegend als Durchgangsbohrungen ausgeführt. Über die Bohrungen 10 kann das im Pressnip 5 aus der Faserstoffbahn 2 austretende Wasser durch die nicht gezeigt Saugeinrichtung abgeführt werden.
Der Walzenbezug 8 der Walze 6 kann mehrschichtig ausgeführt sein, wobei die einzelnen Schichten in Radialrichtung der Walze 6 - bezogen auf deren Längsachse 6.1 wie folgt von radial innen nach radial außen angeordnet sein können: eine Bindeschicht 8.1, eine Tragschicht 8.2, eine Zwischenschicht 8.3 sowie eine Funktionsschicht 8.4. Man könnte daher sagen, dass die Bindeschicht 8.1 die radial innerste Schicht und die Funktionsschicht 8.4 die radial äußerste Schicht des Walzenbezuges 6 darstellt.
Zwischen der radial äußersten Oberfläche des Walzenkerns 7 und der radial innersten Oberfläche des Walzenbezugs 8 kann ein Haftvermittler 9 angebracht sein. Sowohl das Vorsehen des Haftvermittlers 9 als auch der Zwischenschicht 8.3 ist optional.
Sowohl die Bindeschicht 8.1 als auch die Tragschicht 8.2 können aus einem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) hergestellt sein. Die Bindeschicht 8.1 ist dann peroxidisch zu einem Gummi und die Tragschicht 8.2 mit Schwefel zu einem Hartgummi vernetzt. Die Aufgabe der Erfindung wird in besonders gutem Maße verwirklicht, wenn der Anteil an Schwefel in der Tragschicht größer 10 Gew.-% beträgt. Gleichermaßen ergeben sich die erfindungsgemäßen Vorteile, wenn die Glasübergangstemperatur des Materials der Tragschicht 8.1 größer ist als die Gebrauchstemperatur der Walze 6, während die Glasübergangstemperatur des Materials der Bindeschicht 8.1 bevorzugt kleiner sein kann als die Gebrauchstemperatur der Walze 6.
Die Dicke der Bindeschicht kann 1 bis 2 mm, die Dicke der Tragschicht 1 bis 5 mm, die Dicke der Zwischenschicht 1 bis 2 mm und die Dicke der Funktionsschicht 5 bis 30 mm betragen. Um diese Dicke der Funktionsschicht zu erreichen, kann diese ihrerseits aus mehreren, weniger dicken Einzelschichten aufgebaut sein. Dabei wird die Dicke jeder einzelnen Schicht jeweils in Radialrichtung bezogen auf die Längsachse 6.1 der Walze 6 (in einem Schnitt durch die Längsachse 6.1) gemessen.
Wie man der Darstellung der 2 entnehmen kann, schließt sich die Zwischenschicht 8.3 einerseits unmittelbar an die Funktionsschicht 8.4 und andererseits direkt an die Tragschicht 8.2 an.

Claims

Walze (6) für eine Papiermaschine (1), zur Herstellung oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn (2), wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend einen metallischen Walzenkern (7) und einen auf den Walzenkern (7) aufgebrachten Walzenbezug (8), wobei der Walzenbezug (8) mehrere jeweils in Bezug auf die Längsachse der Walze (6) gesehen radial übereinander angeordnete Schichten aufweist, nämlich eine radial innerste Bindeschicht (8.1) und eine radial äußere Tragschicht (8.2), wobei die Bindeschicht (8.1) aus einem peroxidisch vernetzten Kautschuk hergestellt ist.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kautschuk der Bindeschicht (8.1) ein auf Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) basiertes Kautschukgemisch ist.
Walze (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Walzenkern (7) und dem Walzenbezug (8) ein Haftvermittler (9) vorgesehen ist.
Walze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschicht (8.2) unmittelbar auf der Bindeschicht (8.1) aufgebracht ist.
Walze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschicht (8.2) aus einem Hartgummi, bevorzugt einem mit Schwefel vernetzten Kautschuk hergestellt ist und der Kautschuk bevorzugt ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) ist.
Walze (6) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Schwefel größer 10 Gew.-% der Tragschicht (8.2) beträgt.
Walze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Tragschicht (8.2) derart eingestellt ist, dass dessen Glasübergangstemperatur größer ist als die Gebrauchstemperatur der Walze (6).
Walze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Bindeschicht (8.1) derart eingestellt ist, dass dessen Glasübergangstemperatur kleiner ist als die Gebrauchstemperatur der Walze (6).
Walze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenbezug (8) eine radial äußerste Funktionsschicht (8.4) aufweist, welche aus einem peroxidisch vernetzten Kautschuk hergestellt ist.
Walze (6) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht (8.4) aus einer Mehrzahl von Einzelschichten aufgebaut ist.
Walze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Radialrichtung zwischen der Tragschicht (8.2) und der Funktionsschicht (8.4) gesehen eine Zwischenschicht (8.3) angeordnet ist, welche bevorzugt aus einem peroxidisch vernetzten Kautschuk hergestellt ist.
Walze (6) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zwischenschicht (8.3) einerseits unmittelbar an die Tragschicht (8.2) und andererseits unmittelbar an die Funktionsschicht (8.4) anschließt.
Walze (6) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Bindeschicht (8.1) 1 bis 2 mm, die Dicke der Tragschicht (8.2) 1 bis 5 mm, die Dicke der Zwischenschicht (8.3) 1 bis 2 mm und die Dicke der Funktionsschicht (8.4) 5 bis 30 mm beträgt.
Walze (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (6) als Saugpresswalze ausgeführt ist, der Walzenkern (7) bevorzugt aus Bronze oder Edelstahl hergestellt ist und die Walze (6) bevorzugt eine Vielzahl von Bohrungen (10), bevorzugt in Radialrichtung zur Längsachse (6.1) der Walze (6) verlaufende Durchgangsbohrungen aufweist, wobei sich die Durchgangsbohrungen durch den Walzenbezug (8) und den Walzenkern (7) erstrecken.
Papiermaschine (1) zur Herstellung oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn (2), wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, wobei die Papiermaschine (1) wenigstens eine Walze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 aufweist.
Verwendung einer Walze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 für eine Papiermaschine (1) zur Herstellung oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn (2), wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn.