DE19838267A1

DE19838267A1 - Coupling layer for improving bonding of functional outer layers to roller bodies comprises versatile fiber reinforced plastic

Info

Publication number: DE19838267A1
Application number: DE1998138267
Authority: DE
Inventors: Joachim Hausmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-22
Filing date: 1998-08-22
Publication date: 2000-02-24

Abstract

The coupling layer (3) comprises reinforcing fibers in a thermoplastic matrix, the fibers being of glass, carbon, aramid, plastic, ceramic or metal or a mixture of these.

Description

Die Erfindung betrifft den Aufbau einer Kopplungsschicht zur Verbesserung der Anbindung von Funktionsschichten aus thermoplastischem Kunststoff mit Walzengrundkörpern dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsschicht aus einem faserverstärktem thermoplastischen Kunststoff besteht.The invention relates to the construction of a coupling layer for improvement the connection of functional layers made of thermoplastic with roller base bodies, characterized in that the coupling layer consists of a fiber-reinforced thermoplastic.

Als Funktionsschicht für Walzen sind unterschiedliche Arten von Kerami ken, Polyurethanen, Silikonen, duromeren und thermoplastischen Kunststof fen bekannt. Derartig beschichtete Walzen finden beispielsweise Einsatz in Anlagen zur Papierherstellung, zur Papierverarbeitung und zur Folienbe- und Verarbeitung sowie in Druckmaschinen und der Lebensmittelindustrie.Different types of kerami are used as functional layers for rollers ken, polyurethanes, silicones, thermosets and thermoplastics fen known. Rolls coated in this way are used, for example, in Plants for paper production, for paper processing and for film processing and Processing as well as in printing machines and the food industry.

Als Walzengrundkörper dienen beispielsweise Stahl-, Aluminium oder Walzen aus faserverstärkten Kunststoffen.Steel, aluminum or, for example, serve as the roller base Rolls made of fiber-reinforced plastics.

Bei Walzenbeschichtungen bei der die Funktionsschicht aus Anteilen ther moplastischer Kunststoffe besteht ergibt sich das Problem der Anbindung der Funktionsschicht an den Grundkörper.In the case of roll coatings in which the functional layer consists of portions ther moplastic plastics there is the problem of connecting the Functional layer on the base body.

Derzeit wird die Anbindung beispielsweise durch mechanisches Anrauhen der Walzenoberfläche oder durch Aufbringung von Kopplungslacken und Haftvermittlern verbessert.The connection is currently being roughened, for example the roller surface or by applying coupling lacquers and Adhesion promoters improved.

Ein bekanntes Verfahren zur Anbindung von Funktionsschichten an faserver stärkten Kunststoffwalzen mit duromeren Matrizes beruht beispielsweise dar auf, daß eine Kopplungsschicht aus einer Mischung von duromerem Kuns tharz mit einem Material aus der Gruppe der Keramiken in Teilchenform in Größen von 10 µm bis 1000 µm aufgebracht wird (EP 0514640B1). Die beschriebene Kopplungsschicht eignet sich zur Anbindung keramischer Verschleißschutzschichten als Funktionsschichten auf Walzen mit einem Grundkörper aus faserverstärkten duromeren Kunst stoffen.A known method for connecting functional layers to fiber strengthened plastic rollers with thermoset matrices, for example that a coupling layer made of a mixture of thermoset plastic tharz with a material from the group of Ceramics in particle form in sizes from 10 µm to 1000 µm applied (EP 0514640B1). The coupling layer described is suitable for Connection of ceramic wear protection layers as functional layers on rollers with a base made of fiber-reinforced duromeric art fabrics.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß das mechanische Anrauhen der Walzenober fläche oder das Aufbringen von Kopplungslacken und Haftvermittlern sowie das Einbringen von Keramikteilchen, für die Anbindung von Funktions schichten bestehend aus reinen bzw. gefüllten thermoplastischen Kunststof fen, nur begrenzte Anbindungen zwischen Walzengrundkörper und Funk tionsschichten ergeben.However, it has been shown that the mechanical roughening of the rollers surface or the application of coupling lacquers and adhesion promoters as well the introduction of ceramic particles for the connection of function layers consisting of pure or filled thermoplastic fen, only limited connections between the roller body and radio result layers.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kopplungsschicht zwischen Wal zengrundkörpern und reinen bzw. gefüllten thermoplastischen Kunststoffen als Funktionsschichten zu schaffen, bei dem die Wahl des Walzengrundkör pers und der für eine Beschichtung in Frage kommenden thermoplastischen Kunststoffe keiner Einschränkung unterliegt und bei der eine wesentliche Verbesserung der Anbindung zwischen Funktionsschicht und Walzengrund körper erreicht wird.The object of the invention is therefore to provide a coupling layer between the whale basic bodies and pure or filled thermoplastic materials to create as functional layers, in which the choice of the basic roller body pers and the thermoplastic suitable for a coating Plastics is not subject to any restrictions and is essential Improvement of the connection between the functional layer and the roller base body is reached.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Kopplungsschicht ist es mög lich eine erhebliche Verbesserung der Anbindung thermoplastischer Funk tionsschichten an Walzengrundkörpern jeglicher Materialbeschaffenheit zu erreichen.It is possible through the design of the coupling layer according to the invention Lich a significant improvement in the connection of thermoplastic radio layers on roller bodies of any material to reach.

Im Gegensatz zu den bekannten Kopplungsschichten ist die erfindungsgemä ße Kopplungsschicht wie folgt aufgebaut:
Die Kopplungsschicht besteht aus in thermoplastischer Matrix eingebetteten Verstärkungsfasern wobei als Fasermaterial vorzugsweise Glas-, Kohlenstoff- Aramid-, Kunststoff-, Keramik- oder Metallfasern bzw. eine beliebige Kom bination aus diesen Fasermaterialien zum Einsatz kommt. In contrast to the known coupling layers, the coupling layer according to the invention is constructed as follows:
The coupling layer consists of reinforcing fibers embedded in a thermoplastic matrix, glass, carbon, aramid, plastic, ceramic or metal fibers or any combination of these fiber materials being used as the fiber material.

Die thermoplastische Matrix mit der das Fasermaterial durchtränkt ist be steht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff der eine gute Verbindung mit dem Kunststoff der aufzubringenden Funktionsschicht auf weist.The thermoplastic matrix with which the fiber material is saturated is is preferably made of a thermoplastic which is a good one Connection with the plastic of the functional layer to be applied points.

Neben der Faserverstärkung und der umgebenen thermoplastischen Matrix kann die Kopplungsschicht aus weiteren Füllstoffen und Additiven bestehen, wobei der Faservolumenanteil der Kopplungsschicht wenigstens 10% und höchstens 85% beträgt.In addition to the fiber reinforcement and the surrounding thermoplastic matrix the coupling layer can consist of further fillers and additives, wherein the fiber volume fraction of the coupling layer is at least 10% and is at most 85%.

Die Faserlängen in der Kopplungsschicht sind größer 5 mm,vorzugsweise endlos, durch Aufwickeln einer kontinuierlichen Faserverstärkung.The fiber lengths in the coupling layer are greater than 5 mm, preferably endless, by winding a continuous fiber reinforcement.

Die Faserausrichtung in der Kopplungsschicht ist vorzugsweise in Umfangs richtung. In der Kopplungsschicht sind wenigstens 10% der Verstärkungsfa sern in einem Winkel zwischen 10° und 90° (90° entspricht der Umfangs richtung) gemessen zur Walzenlängsachse ausgerichtet.The fiber orientation in the coupling layer is preferably circumferential direction. At least 10% of the reinforcement layer is in the coupling layer at an angle between 10 ° and 90 ° (90 ° corresponds to the circumference direction) measured aligned with the roll longitudinal axis.

Die erfindungsgemäße Kopplungsschicht kann alleine oder in Verbindung mit bereits bekannten Kopplungsschichten eingesetzt werden.The coupling layer according to the invention can be used alone or in combination can be used with known coupling layers.

In der Zeichnung sind lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung schema tisch dargestellt und nachstehend erläutert.In the drawing, only embodiments of the invention are schematic shown table and explained below.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 Einen Schnitt durch einen Walzenkörper mit Funktionsschicht und Kopplungsschicht Fig. 1 shows a section through a roller body with functional layer and coupling layer

In Fig. 1 ist dargestellt, wo sich die im Vorangegangenen beschrieben Kop plungsschicht (3) zwischend dem Walzengrundkörper (1) und der Funktions schicht (2) befindet.In Fig. 1 it is shown where the coupling layer ( 3 ) described in the foregoing is located between the roller base body ( 1 ) and the functional layer ( 2 ).

Claims

1. Kopplungsschicht zur Verbesserung der Anbindung von Funktionsschich ten, bestehend aus Anteilen thermoplastischer Kunststoffe mit Walzengrund körpern jeglicher Art und Beschaffenheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsschicht aus in thermoplastischer Matrix eingebetteten Ver stärkungsfasern besteht wobei als Fasermaterial vorzugsweise Glas-, Kohlen stoff- Aramid, Kunststoff-, Keramik- oder Metallfasern bzw. eine beliebige Kombination aus diesen Fasermaterialien zum Einsatz kommt.1. coupling layer to improve the connection of functional layers, consisting of portions of thermoplastic materials with roller base bodies of any type and nature, characterized in that the coupling layer consists of reinforcing fibers embedded in a thermoplastic matrix, the fiber material preferably being glass, carbon aramid, Plastic, ceramic or metal fibers or any combination of these fiber materials is used.

2. Kopplungsschicht zur Verbesserung der Anbindung von Funktionsschich ten mit Walzengrundkörpern nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsschicht neben der Faserverstärkung und der umgebenen thermoplastischen Matrix aus weiteren Füllstoffen und Additiven bestehen kann wobei der Faservolumenanteil der Faserverstarkung in der Kopplungs schicht wenigstens 10% und höchstens 85% beträgt.2. Coupling layer to improve the connection of the functional layer ten with roller bodies according to claim 1. characterized, that the coupling layer in addition to the fiber reinforcement and the surrounding thermoplastic matrix consist of other fillers and additives may be the fiber volume fraction of the fiber reinforcement in the coupling layer is at least 10% and at most 85%.

3. Kopplungsschicht zur Verbesserung der Anbindung von Funktionsschich ten mit Walzengrundkörpern nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern der Kopplungsschicht vorzugsweise in Umfangs richtung ausgerichtet sind, mindestens jedoch 10% der Verstärkungsfasern in einem Winkel zwischen 10° und 90° (90° entspricht der Umfangsrich tung) gemessen zur Walzenlängsachse ausgerichtet sind.3. Coupling layer to improve the connection of the functional layer ten with roller bodies according to claim 2. characterized, that the reinforcing fibers of the coupling layer are preferably circumferential direction, but at least 10% of the reinforcing fibers at an angle between 10 ° and 90 ° (90 ° corresponds to the circumferential direction tion) are aligned with the longitudinal axis of the roll.

4. Kopplungsschicht zur Verbesserung der Anbindung von Funktionsschich ten mit Walzengrundkörpern nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlängen in der Kopplungsschicht größer 5 mm, vorzugsweise endlos sind. 4. Coupling layer to improve the connection of the functional layer ten with roller bodies according to claim 3. characterized, that the fiber lengths in the coupling layer greater than 5 mm, preferably are endless.

5. Kopplungsschicht zur Verbesserung der Anbindung von Funktionsschich ten mit Walzengrundkörpern nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Matrix mit der das Fasermaterial durchtränkt ist vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, der eine gute Verbindung mit dem Kunststoff der aufzubringenden Funktionsschicht auf weist.5. Coupling layer to improve the connection of the functional layer ten with roller base bodies according to claim 4. characterized, that the thermoplastic matrix is impregnated with the fiber material preferably consists of a thermoplastic which is a good one Connection with the plastic of the functional layer to be applied points.

6. Kopplungsschicht zur Verbesserung der Anbindung von Funktionsschich ten mit Walzengrundkörpern nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die erfindungsgemäße Kopplungsschicht alleine oder in Verbindung mit bereits bekannten Kopplungsschichten eingesetzt werden kann.6. Coupling layer to improve the connection of the functional layer ten with roller bodies according to claim 5. characterized, that the coupling layer according to the invention alone or in combination with already known coupling layers can be used.