DE10120786A1 - Rakelbett - Google Patents

Abstract

Ein Rakelbett zum Andruck eines rotierenden Rakelstabs gegen eine Walze, wie etwa eine Auftragswalze oder Beschichtungswalze in Papiermaschinen, Streichanlagen oder dgl. Anlagen zum Beschichten von Materialbahnen, wobei das Rakelbett als Profilleiste ausgebildet ist, die den Rakelstab elastisch in Andruckrichtung abstützt und ein elastomeres Polyurethanmaterial enthält, wird im Sinne besserer Gleiteigenschaften und größerer Abriebfestigkeit in seinen Materialeigenschaften dadurch verbessert, daß das Polyurethanmaterial mit einem Anteil von zumindest 3 Gewichtsprozenten eines ultrahochmolekularen Polyäthylens in einer oberflächenmodifizierten Behandlung gemischt ist. Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rakelbetts sieht vor, daß ein Prepolymer-Gemisch, insbesondere ein Polyester-Gemisch, auf bis zu 100 DEG C aufgeheizt und unter Vakuum entgast, nach Einmischen von einem Ethen-Anteil von mehr als 3% entgast und bei Umgebungsdruck über einen Zeitabschnitt von mehr als 30 Minuten beruhigt, mit einem Mischkopf mit einem Vernetzer versetzt und in einer Form warm abgezogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rakelbett nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so­ wie ein Verfahren zur Herstellung eines Rakelbetts nach dem Anspruch 6.

Rakelbetten dienen der Lagerung und Abstützung von kreiszylindrischen Ra­ kelstäben (Walzenrakeln) bei Papiermaschinen bzw. Beschichtungsmaschinen. Dabei sind sehr lange und schlanke zylindrische Rakelstäbe bei hohen Dreh­ zahlen zu haltern, während diese im Zusammenspiel mit einer Auftragswalze Beschichtungsmaterial möglichst gleichmäßig aufbringen bzw. abstreifen. Der Einsatz solcher Rakelstäbe ist verschleißträchtig, so daß diese Stäbe auch in einer besonderen chrombeschichteten Ausführung regelmäßig nur eine Woche halten. Das Auswechseln der sehr teuren Stäbe ist dann mit Arbeitsaufwand und Betriebsausfall verbunden. Auch noch teurere Keramikstäbe sind her­ kömmlich nicht sehr viel länger standfest. Auch die Rakelbetten sind dann re­ gelmäßig zu erneuern.

Auch die Standfestigkeit des Rakelbetts ist begrenzt, welches den Stab über seine gesamte Länge hochgenau und gleichmäßig andrücken soll. Dazu benö­ tigt das Rakelbett eine Eigenelastizität, gleichzeitig eine möglichst gute Gleitfähigkeit und Abriebfestigkeit. Üblicherweise wird das Rakelbett über innere Ka­ näle oder Profilkammern mit Flüssigkeit (Wasser) unter entsprechendem Druck beaufschlagt, so daß der Gleitbereich zwischen Rakelstab und Rakelbett eine "schwimmende Lagerung" erhält. Insbesondere moderne, mit einer Profilierung versehene Rakelstäbe, die eine bessere Auftragsdosierung schaffen, nutzen die Rakelbetten stellenweise in Bereichen des vorwiegenden Abstützungs­ drucks ab.

Herkömmliche Rakelbetten sind dazu bereits aus einem guten Polyurethan- Material hergestellt, das allerdings mit seiner Elastizität auch hohe Reibbeiwer­ te und eine begrenzte Abriebfestigkeit aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rakelbett zu schaffen, welches insbesondere hinsichtlich der Gleitfähigkeit und Abriebfestigkeit Verbesserungen schafft, ohne daß die Vorteile und die Überschaubarkeit der herkömmlichen Herstellung dabei aufgegeben werden müssen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Rakelbett nach dem An­ spruch 1 gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß die Beimischung eines ultrahochmulekularen Poly­ äthylens in einer oberflächenmodifizierten Behandlung einen entscheidenden Durchbruch in den Bemühungen darstellt, ein Rakelbett haltbar zu gestalten und auf längere Standzeiten zu bringen. Das ultrahochmolekulare Polyäthylen vermag seine besonderen Eigenschaften hinsichtlich Gleitfähigkeit und Abrieb­ festigkeit in die Polyurethan-Mischung einzubringen, wenn es einen Anteil von etwa 3% oder mehr erhält. Dabei gehen Polyurethan und Polyäthylen eine gute Vernetzung ein, wenn eine entsprechende oberflächenmodifizierte Behandlung für die Vermischung vorgesehen wird.

Rakelbetten dieser Art können auf vorgegebenes Längenmaß gefertigt werden, wobei das Polyurethan wie die meisten Elastomere aus einem Prepolymer durch Vernetzen gebildet und in einer Form gegossen wird. Es können solche Rakelbetten aber auch als Pofilstrang in Überlänge gefertigt werden, der fall­ weise bzw. vor Ort auf das richtige Maß abgelängt wird.

Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rakelbetts bzw. eines Profil­ strangs für Rakelbetten sieht dementsprechend vor, daß ein Polymer-Gemisch, insbesondere ein Polyester-Gemisch, auf bis zu 100°C aufgeheizt und unter Vakuum entgast wird, um dann nach Einmischen von einem Ethen als Grund­ stoff für ein Niederdruck-Polyäthylen in einem Anteil von mehr als 3% entgast und bei Umgebungsdruck über einen Zeitabschnitt von mehr als 30 Minuten beruhigt und in einem Mischkopf mit einem Vernetzer versetzt und in einer Form warm abgezogen zu werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben:

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Rakelbett 1 im Querschnitt darge­ stellt, welches einen Rakelstab 2 lagert, der auf zwei zylindrischen Aufnahme­ bereichen 3 und 4 des Rakelbetts liegt, zwischen denen sich ein Spülkanal 5 befindet. Zur Abstückung des Rakelstabes sind in der Praxis verschiedene Pro­ filformen, zum Teil auch ohne großflächige Anlagebereiche, bekannt. Das Ra­ kelbett 1 wird zwischen zwei Backen 6, 7 einer Rakelbetthalterung gefaßt. Die Halterung ist mit einer Fassung 8 verbunden, die einen Druckschlauch 9 an einem Halterungssteg 10 über ein Schwalbenschwanzprofil hält. Der Druck­ schlauch ist im wesentlichen zwischen der Fassung 8 und dem Rakelbett 1 angeordnet, so daß er bei einer geeigneten Druckmittelbeaufschlagung im In­ nenraum 11 das Rakelbett 1 und damit den Rakelstab 2 vordrückt zur Anlage gegen eine Auftragswalze 13, die gegenläufig zum rotierend angetriebenen Rakelstab läuft.

Damit wird hochgenau und sehr effektiv die Rakelfunktion etwa zum Auftrag einer Titandioxid-Beschichtung von wenigen Mikrometern, z. B. 3 bis 4 µm, auf ein Papier erreicht, das eine Dicke von beispielsweise 100 µm haben kann. Die Profilkammer wird dabei mit Druckwasser beaufschlagt, das beispielsweise mit einem Druck von 1 bar dafür sorgt, daß sich zwischen Rakelbett 1 und Ra­ kelstab 2 ein Gleitfilm aus Wasser aufbaut, der die Leichtgängigkeit und die Haltbarkeit der hochbelasteten Materialien verbessert, insbesondere auch den Lagerungsbereich spült und von eindringendem Beschichtungsmaterial freihält. Gleichwohl führt die Belastung bei herkömmlichen Rakelbetten dazu, daß die­ ses dann verschleißt.

Bei der Suche nach einer verbesserten Einstellung des Werkstoffs oder aber nach einem Ersatz des Polyurethan-Materials bei Rakelbetten wurde der ent­ scheidende Durchbruch mit einer Mischung des Polyurethan-Materials mit ei­ nem ultrahochmolekularen Polyäthylen gefunden, wobei in dieser Mischung der Vernetzung infolge einer oberflächenmodifizierten Behandlung eine sehr wich­ tige Rolle zukommt. Dieses Material hat sich als geeignet erwiesen, sehr viel höhere Standzeiten für Rakelbetten zu erreichen.

Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rakelbetts bzw. eines Profil­ strangs für Rakelbetten, der dann am Einsatzort in der Länge angepaßt wird (wobei übliche Längen durchaus bei einem Querschnitt des Rakelstabs bis unter 10 mm eine Länge von über 10 m erreichen können) sieht vor, daß zu­ nächst eine durchaus bekannte Verfahrensweise zur Herstellung eines Polyu­ rethan-Materials benutzt wird, bei der ein Prepolymer-Gemisch, insbesondere etwa ein Polyestergemisch, auf über 40 bis 50°C und bis zu 100°C aufgeheizt und unter einem Vakuum entgast wird. Hierauf wird ein Ethen als Vorprodukt eines Niederdruck-Polyäthylens in einer Menge von mehr als 3 Gewichtspro­ zenten, vorzugsweise etwa 10 Gewichtsprozenten eingemischt und gleichfalls mit Hilfe des Vakuums entgast. Danach wird das Gemisch bei Umgebungs­ druck über einen hinreichend langen Zeitabschnitt beruhigt, der regelmäßig länger als 30 Minuten beträgt. In einem Mischkopf wird das Gemisch mit einem Vernetzer zur oberflächenmodifizierten Behandlung versetzt und dann wieder in einer herkömmlichen Weise wie vorbekanntes Polyurethan-Material für Ra­ kelbetten in einer Form warm gegossen.

Im Ergebnis werden sehr gleitfähige und abriebfeste Rakelbetten erzielt, die auch einen sehr leichtgängigen, schwingungsarm zu lagernden Rakelstab schaffen, insbesondere aber aufgrund höherer Lebensdauer nur in größeren Zeitintervallen als bisher auszuwechseln sind. Das Rakelbett behält seine Stütz- und Führungsfunktion langzeitig und ist nur in größeren Zeitabschnitten als bisher zu ersetzen, so daß sich Kosteneinsparungen für die Ersatzteile, insbesondere aber auch Einsparungen an Wartungs- und Reparaturzeiten wie auch an Stillstandszeiten für eine entsprechende Beschichtungsmaschine er­ geben.

Claims (6)

1. Rakelbett (1) zum Andruck eines rotierenden Rakelstabs (2) gegen eine Walze (13) wie etwa eine Auftragswalze oder Beschichtungswalze in Papier­ maschinen, Streichanlagen oder dgl. Anlagen zum Beschichten von Material­ bahnen, wobei das Rakelbett (1) als Profilleiste ausgebildet ist, die den Rakel­ stab (2) elastisch in Andruckrichtung abstützt, und ein elastomeres Polyu­ rethanmaterial enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethanmaterial mit einem Anteil von zumindest 3 Gewichtsprozenten eines ultrahochmolekula­ ren Polyäthylens in einer oberflächenmodifizierten Behandlung gemischt ist.

2. Rakelbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest eine zu einem Aufnahmebereich (3, 4) für den Rakelstab (2) hin offene Profil­ kammer (5) aufweist.

3. Rakelbett nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahme­ bereich (3, 4) aus am Rakelstab (2) anliegenden Zylinderflächen gebildet ist.

4. Rakelbett nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des hochmolekularen Polyäthylens in der Mischung etwa 10 Gewichtsprozente beträgt.

5. Rakelbett nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Profilstrang durch maßgerechtes Ablängen gefertigt ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines Rakelbetts bzw. eines Profilstrangs für Rakelbetten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prepolymer-Gemisch, insbe­ sondere ein Polyester-Gemisch, auf bis zu 100°C aufgeheizt und unter Vaku­ um entgast, nach Einmischen von einem Ethen-Anteil von mehr als 3% entgast und bei Umgebungsdruck über einen Zeitabschnitt von mehr als 30 Miunuten beruhigt, mit einem Mischkopf mit einem Vernetzer versetzt und in einer From warm abgezogen wird.