DE102005038652A1

DE102005038652A1 - Scraper device for paper machine

Info

Publication number: DE102005038652A1
Application number: DE200510038652
Authority: DE
Inventors: Georg Dr. Mag. Gobec; Norbert Dr. Gamsjäger
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2005-08-16
Publication date: 2007-02-22
Also published as: EP1754825A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schabersystem, das zumindest abschnittweise aus einem Verbundwerkstoff gebildet wird, welcher ein Matrixmaterial und einen im Matrixmaterial eingebetteten Füllstoff umfasst, wobei der Füllstoff eine maximale Ausdehnung im Nanometer-Bereich (nanoskaliger Füllstoff) hat.The invention relates to a scraper system which is formed at least in sections from a composite material which comprises a matrix material and a filler embedded in the matrix material, the filler having a maximum expansion in the nanometer range (nanoscale filler).

Description

Diese Erfindung betrifft ein Schabersystem für eine Maschine zur Herstellung und/oder Verarbeitung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn.These The invention relates to a doctoring system for a machine for manufacturing and / or processing a material web, in particular a fibrous web.

Zur Reinhaltung der Mantelflächen von bspw. in bahnverarbeitenden Maschinen wie Papiermaschinen angeordneten Walzen werden Schabersysteme verwendet. Die aus dem Stand der Technik bekannten Schabersysteme umfassen hierbei die wesentlichen Elemente Schaberbalken, Schaberklingenhalter und Schaberklinge. Der Schaberbalken dient hierbei dazu, das Schabersystem an der Stuhlung der Maschine zu haltern. Der Schaberklingenhalter hat die Aufgabe, die Schaberklinge zu haltern und diese mit dem Schaberbalken zu verbinden. Die Schaberklinge ist zur Beschaberung der Mantelfläche einer Walze mit dieser in tribologischen Kontakt bringbar.to Cleanliness of the lateral surfaces of eg. In web-processing machines such as paper machines arranged Rollers are used scraper systems. Those known from the prior art Scraper systems here comprise the essential elements scraper bars, Scraper blade holder and scraper blade. The scraper serves to do this, the scraper system to the stiffening of the machine holders. The scraper blade holder has the task of the scraper blade to hold and connect them with the scraper bar. The scraper blade is for Beschaberung the lateral surface of a roller with this can be brought into tribological contact.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Schabersysteme bestehen oftmals aus Metall und/oder Komposit- bzw. Verbundwerkstoff. Die hierbei verwendeten Kompositwerkstoffe umfassen in der Regel faserverstärkten Kunststoff.The Scraper systems known from the prior art often exist made of metal and / or composite or composite material. The hereby Composite materials used typically include fiber reinforced plastic.

Teilweise werden dem faserverstärkten Kunststoff zur Beeinflussung bestimmter Eigenschaften des Schabersystems, wie bspw. zur Beeinflussung der Reinigungswirkung der beschaberten Walzenoberfläche, dem die Schaberklinge bildenden Kompositmaterial oftmals partikelförmige Füllstoffe zugegeben. Solche Füllstoffe haben Dimensionen im Bereich von 10 μm und aufwärts.Partially be the fiber reinforced plastic for influencing certain properties of the scraper system, such as For example, to influence the cleaning effect of the abraded roll surface, the the doctor blade forming composite often added particulate fillers. Such fillers have dimensions in the range of 10 microns and upwards.

Dies führt z.B. bei der Verwendung solcher makroskaligen Füllstoffe im Bereich der Schaberklinge dazu, dass im beschaberten Walzenbezug Furchen gebildet werden.This leads e.g. when using such macro-scale fillers in the area of the doctor blade to the fact that in the beschaberten roller cover furrows are formed.

Des weiteren zeigen die mit den bekannten Füllstoffen ausgerüsteten Schabersysteme oftmals eine unzufrieden stellende Bruchdehnungsfähigkeit.Of further show the equipped with the known fillers scraper systems often an unsatisfactory fracture strain capacity.

Bei Schaberbalken und Schaberhalter werden bis heute keine Füllstoffe eingesetzt, da die bisher in Faserverbundwerkstoffen verwendeten makroskaligen Füllstoffe mit einer minimalen Größe von 10 μm und mehr bei Verwendung in Schaberhaltern und Schaberbalken materialfestigeits schwächende Wirkung, bzgl. bspw. Impaktresistenz, Zugfestigkeit, Scherfestigkeit, Steifigkeit, Bruchzähigkeit u.a.m. haben.at Scrapers and scraper holders are still no fillers used since the previously used in fiber composites macroscale fillers with a minimum size of 10 μm and more when used in scraper holders and scraper bars materialfestigeits debilitating effect, with regard to, for example, impact resistance, tensile strength, shear strength, rigidity, fracture toughness u.a.m. to have.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Schabersystem vorzuschlagen, bei dem die o.g. Nachteile vermindert auftreten.It the object of the present invention is an improved scraper system to propose, in which the o.g. Disadvantages diminished occur.

Die Aufgabe wird durch ein zumindest abschnittweise durch einen Verbundwerkstoff gebildetes Schabersystem, bei dem der Verbundwerkstoff ein Matrixmaterial und zumindest einen im Matrixmaterial eingebetteten Füllstoff umfasst dadurch gelöst, dass der zumindest eine Füllstoff eine Größe im Nanometer Bereich (nanoskaliger Füllstoff) hat.The Task is performed by at least in sections by a composite material formed scraper system, wherein the composite material is a matrix material and at least one filler embedded in the matrix material includes solved by that the at least one filler a size in the nanometer Area (nanoscale filler) Has.

Unter Größe soll in diesem Zusammenhang die Ausdehnung des Füllstoffs in zumindest eine Raumrichtung, vorzugsweise in alle Raumrichtungen verstanden werden.Under Size should in this context, the expansion of the filler in at least one spatial direction, preferably understood in all spatial directions.

Durch die Einbettung von Füllstoff mit nanoskaliger Größe in das Matrixmaterial wird im Gegensatz zu den bekannten bedeutend größeren Füllstoffen ein besserer Verbund zwischen dem Matrixmaterial und dem Füllstoffmaterial erreicht, was zur Folge hat, dass durch den Füllstoff in nanoskaliger Größe ein bedeutend homogenerer Verbundwerkstoff geschaffen werden kann, als dies mit den bekannten größerskaligen Füllstoffen der Fall ist.By the embedding of filler with nanoscale size in the Matrix material is in contrast to the known significantly larger fillers a better bond between the matrix material and the filler material achieved, with the result that by the filler in nanoscale size a significant more homogeneous composite material can be created than this the known Größerskaligen fillers the case is.

Als Folge wird ein Verbundwerkstoff bereit gestellt, der eine verbesserte Festigkeit und Steifigkeit hat. Des weiteren weist der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff eine bedeutend verbesserte Wärmeformbeständigkeit und eine erhöhte Verschleißbeständigkeit auf, was insbesondere für dessen Verwendung für eine Schaberklinge von Vorteil ist.When As a result, a composite material is provided which has an improved Has strength and rigidity. Furthermore, the composite material according to the invention a significantly improved heat resistance and an increased wear resistance on, especially for its use for a scraper blade is beneficial.

Darüber hinaus findet durch den nanoskaligen Füllstoff, insbesondere wenn dieser zumindest teilweise partikelförmig ist, eine bedeutend geringere Beschädigung des Walzenbezugs als bei den bekannten Füllstoffen statt.Furthermore takes place through the nanoscale filler, especially if this is at least partially particulate, a significantly lower damage the roll cover as in the known fillers instead.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments and developments of the invention are specified in the subclaims.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Teil des nanoskaligen Füllstoffs im Matrixmaterial zumindest abschnittweise gleichmäßig verteilt.To a preferred embodiment of Invention is at least part of the nanoscale filler in the matrix material at least partially evenly distributed.

Des weiteren ist es denkbar, dass zumindest ein Teil des nanoskaligen Füllstoffs im Matrixmaterial zumindest abschnittweise ungleichmäßig verteilt ist.Of Furthermore, it is conceivable that at least a part of the nanoscale filler in the matrix material at least partially distributed unevenly is.

Hierbei kann bspw. der nanoskalige Füllstoff bspw. nur in einzelnen Schichten einer Schaberklinge oder in abschnittsweisen Bereichen derselben, beispielhaft nur in den beiden Randbereichen vorgesehen sein. Ist bspw. der nanoskalige Füllstoff nur in den beiden Randbereichen einer Schaberklinge in das Matrixmaterial eingebettet und ist bspw. in das Materixmaterial zwischen den beiden Randbereichen ein größerer Füllstoff eingebettet, so kann hierdurch bspw. die Reinigungswirkung und die Abrassion in den Randbereichen des beschaberten Bezuges gesteuert werden.Here, for example, the nanoscale filler, for example, only in individual layers of a scraper blade or in sections thereof, for example, only in the two edge regions be seen. If, for example, the nanoscale filler is embedded in the matrix material only in the two edge regions of a doctor blade and if, for example, a larger filler is embedded in the material between the two edge regions, then the cleaning action and the abrasion in the edge regions of the doctored cover can be controlled, for example become.

Der Verbundwerkstoff kann den nanoskaligen Füllstoff partikelförmig oder faserförmig umfassen. Selbstverständlich sind aber auch für eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten denkbar, bei denen sowohl ein partikelförmiger nanoskaliger Füllstoff wie auch ein faserförmiger nanoskaliger Füllstoff in das Matrixmaterial eingebettet ist.Of the Composite material may be particulate or the nanoscale filler fibrous include. Of course but are also for a variety of uses conceivable in which both a particulate nanoscale filler as also a fibrous one nanoscale filler embedded in the matrix material.

Liegt der Füllstoff bspw. partikelförmig vor und wird der Verbundwerkstoff für eine Schaberklinge verwendet, so kann hierdurch eine Beschädigung des zu beschabernden Walzenbezugs deutlich minimiert werden.Lies the filler for example particulate before and is the composite used for a doctor blade, this can damage the to be beschabernden roller cover clearly minimized.

Der nanoskalige Füllstoff kann dem Verbundwerkstoff mit einen Anteil von 95 Gew.-% oder weniger, bevorzugt 50 Gew.-% oder weniger, besonders bevorzugt 10 Gew.-% beigemengt werden und kann eine Größe von 850 nm, bevorzugt 500 nm, besonders bevorzugt 250 nm und ganz besonders bevorzugt 80 nm haben.Of the nanoscale filler may be 95% or less by weight of the composite, preferably 50% by weight or less, more preferably 10% by weight can be added and can have a size of 850 nm, preferably 500 nm, more preferably 250 nm and most preferably 80 nm to have.

Der nanoskalige Füllstoff umfasst hierbei vorzugsweise ein organisches und/oder anorganisches Material.Of the nanoscale filler in this case preferably comprises an organic and / or inorganic Material.

Beispielhaft kann der nanoskalige Füllstoff Ba₂SO₄, Siliziumdioxid oder Zirkonoxid allein oder in Kombination umfassen.By way of example, the nanoscale filler may comprise Ba ₂ SO ₄ , silica or zirconia alone or in combination.

Vorzugsweise ist zumindest ein Teil des nanoskaligen Füllstoffs derart thermisch leitfähig, dass durch die Zugabe des nanoskaligen Füllstoffes die thermische Leitfähigkeit des Verbundwerkstoffs gegenüber einem nicht mit den thermisch leitfähigen Füllstoff umfassenden Verbundwerkstoff erhöht ist.Preferably At least a portion of the nanoscale filler is so thermally conductive that the addition of the nanoscale filler the thermal conductivity of the composite a composite material not comprising the thermally conductive filler elevated is.

Vorzugsweise ist zumindest ein Teil des nanoskaligen Füllstoffs derart elektrisch leitfähig, dass durch die Zugabe des nanoskaligen Füllstoffes die elektrische Leitfähigkeit des Verbundwerkstoffs gegenüber einem nicht mit den elektrisch leitfähigen Füllstoff umfassenden Verbundwerkstoff erhöht ist.Preferably At least a portion of the nanoscale filler is so electrically conductive, that the addition of the nanoscale filler, the electrical conductivity of the composite a composite material that does not contain the electrically conductive filler elevated is.

Die thermische Leitfähigkeit wird hierbei beispielsweise von 0,5–1 W/mK auf Werte von > 2 W/mK erhöht, im Falle von Silberfüllstoffen ca. auf 10 W/mK.The thermal conductivity is increased in this case, for example, from 0.5-1 W / mK to values of> 2 W / mK, in the case of silver fillers about 10 W / mK.

Die elektrische Leitfähigleit kann hierbei derart gesteigert werden, dass im Betrieb zumindest antistatische Verhältnisse gegeben sind, (antistatisch ρ < 10⁸ Ωcm, leitfähig ρ < 5·10⁴ Ωcm) um das Auftreten von elektrischen Entladungen zu verhindern. Durch die thermische Leitfähigkeit kann die bei der Beschaberung des Walzenzugs zwischen Schaberklinge und Walzenbezug entstehende Wärme effektiv weggeführt werden, wodurch eine Beschädigung der Schaberklinge und des Walzenbezugs verhindert wird. Durch eine elektrische Leitfähigkeit/Antistatik kann eine elektrische Aufladung unterbunden werden.The electrical Leitfähleit can be increased in this case that at least antistatic conditions are given in the operation, (antistatic ρ <10 ⁸ Ωcm, conductive ρ <5 × 10 ⁴ Ωcm) to prevent the occurrence of electrical discharges. Thermal conductivity effectively removes heat generated during doctoring of the drum between the doctor blade and the roller cover, thereby preventing damage to the doctor blade and the roller cover. By an electrical conductivity / antistatic electrical charging can be prevented.

Als bevorzugte Materialien sind in diesem Zusammenhang insbesondere allein oder in Kombination zu nennen: Kohlenstoff, Fullerene, sog. Bucky Balls, Carbon, sog. Nanotubes (Singlewall Nanotubes und/oder Multiwall Nanotubes), leitfähige Ruße, Carbon, Aramid, Thermoplaste oder Elastomere.When preferred materials are in this context in particular to call alone or in combination: carbon, fullerenes, so-called. Bucky balls, carbon, so-called nanotubes (singlewall nanotubes and / or Multiwall nanotubes), conductive Carbon black, carbon, Aramid, thermoplastics or elastomers.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in das Matrixmaterial zusätzlich zu dem nanoskaligen Füllstoff zumindest abschnittweise ein Füllstoff eingebettet ist, der eine Größe im Mikrometer und/oder Millimeter Bereich (makroskaliger Füllstoff) hat. Der makroskalige Füllstoff kann hierbei einen faserförmigen oder einen partikelförmigen Füllstoff oder sowohl faserförmigen wie auch partikelförmigen Füllstoff umfassen. Der makroskalige Füllstoff umfasst der weiteren ein organisches und/oder anorganisches Material.To A particularly preferred embodiment of the invention is provided, that in the matrix material in addition to the nanoscale filler at least in sections a filler embedded, which is one size in microns and / or millimeter range (macroscale filler). The macroscale filler This can be a fibrous or a particulate filler or both fibrous as well as particulate filler include. The macroscale filler further comprises an organic and / or inorganic material.

Vorzugsweise sind der nanoskalige und der makroskalige Füllstoff zumindest abschnittweise ungleichmäßig im Materixmaterial verteilt. Durch eine gezielte Verteilung der Größenordung der Füllstoffe in einzelnen Schichten oder in abschnittsweisen Bereichen bspw. einer Schaberklinge, kann deren Eigenschaften, wie bspw. deren Reinigungswirkung bzw. Abrasivität lokal eingestellt werden.Preferably the nanoscale and the macroscale filler are at least in sections uneven in Materixmaterial distributed. Through a targeted distribution of the size of the fillers in individual layers or in sections, for example. One Doctor blade, their properties, such as their cleaning effect or abrasiveness be set locally.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verbundwerkstoff den faserförmigen nanoskaligen und/oder makroskaligen Füllstoff mit einem Anteil von 40 Gew.-% oder weniger umfasst.A preferred development of the invention provides that the composite material the fibrous one nanoscale and / or macroscale filler in a proportion of 40 wt .-% or less.

Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung kann der Verbundwerkstoff demzufolge einen faserförmigen nanoskaligen oder eine faserförmigen makroskaligen Füllstoff allein oder eine Kombination aus nanoskaligem faserförmigem und makroskaligem faserförmigem Füllstoff umfassen. Zusätzlich kann auch noch ein partikelförmiger Füllstoff vorgesehen sein. Als bevorzugte Materialien für den faserförmigen Füllstoff, unabhängig ob dieser in nanoskaliger oder makroskaliger Form vorliegt, können allein oder in Kombination in Betracht kommen: Basalt, Glas, Bor, Carbon, Aramid, Polyether, Polyester, Polyamid.According to this Embodiment of the invention, the composite material accordingly a fibrous one nanoscale or a fibrous macroscale filler alone or a combination of nanoscale fibrous and macroscale fibrous filler include. additionally can also be a particulate filler be provided. As preferred materials for the fibrous filler, independently whether this is in nanoscale or macroscale form, can be alone or in combination: basalt, glass, boron, carbon, Aramid, polyether, polyester, polyamide.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der makroskalige Füllstoff einen partikelförmigen Füllstoff umfasst. Dieser kann eine Größe im Bereich von 0,002 mm bis 5 mm, bevorzugt 0,01 mm bis 0,1 mm haben.To a further embodiment of the invention can be provided that the macroscale filler a particulate filler includes. This can be a size in the range from 0.002 mm to 5 mm, preferably 0.01 mm to 0.1 mm.

Vorteilhafterweise umfasst der Verbundwerkstoff den partikelförmigen nanoskaligen und/oder makroskaligen Füllstoff mit einen Anteil von 50 Gew.-% oder weniger, bevorzugt 25 Gew.-% oder weniger, besonders bevorzugt 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%.advantageously, the composite material comprises the particulate nanoscale and / or macroscale filler in a proportion of 50% by weight or less, preferably 25% by weight or less, more preferably 5 wt% to 15 wt%.

Um bei der Verwendung des Verbundmaterials für eine Schaberklinge insbesondere deren Abrasivität beeinflussen zu können, kommt bspw. als partikelförmiger Füllstoff, unabhängig davon ob dieser in nanoskaliger oder makroskaliger Form vorliegt, allein oder in Kombination in Betracht: Carbid wie bspw. Siliziumcarbid, Metall wie bspw. Chrom oder Eisen oder Aluminium, Silikat, Oxid wie bspw. Aluminiumoxid.Around when using the composite material for a doctor blade in particular their abrasiveness to be able to influence comes, for example, as a particulate Filler, independently whether it is in nanoscale or macroscale form, alone or in combination: carbide such as silicon carbide, Metal such as chromium or iron or aluminum, silicate, oxide such as alumina.

Um bei der Verwendung des Verbundmaterials für eine Schaberklinge insbesondere deren Reinigungswirkung auf den Walzenbezug beeinflussen zu können, kommen als partikelförmige Füllstoffe, unabhängig ob dieser in nanoskaliger oder makroskaliger Form vorliegt, allein oder in Kombination in Betracht: Oxid, Salz, fluorierter Thermoplast wie bspw. Polytetrafluorethylen (PTFE).Around when using the composite material for a doctor blade in particular their cleaning effect on the roll cover to be able to influence come as particulate fillers, independently whether it is in nanoscale or macroscale form, alone or in combination: oxide, salt, fluorinated thermoplastic such as polytetrafluoroethylene (PTFE).

Darüber hinaus kann in das Matrixmaterial ein flüssiger Füllstoff eingebettet sein, wobei der flüssige Füllstoff einen Anteil von 10 Gew.-% oder weniger, bevorzugt 0,05 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% an dem Verbundwerkstoff hat.Furthermore may be embedded in the matrix material, a liquid filler, wherein the liquid filler a content of 10% by weight or less, preferably 0.05% by weight to 1.5% by weight of the composite material.

Um bei der Verwendung des Verbundmaterials für eine Schaberklinge insbesondere deren Reinigungswirkung auf den Walzenbezug beeinflussen zu können, kommen als flüssige Füllstoffe allein oder in Kombination in Betracht: modifizierte Silikone wie bspw. epoxymodifizierte Silikone, Polysiloxane wie bspw. polyalkenoxidmodifizierte Polysiloxane, organomodifizierte Polysiloxanmischungen, acrylierte Siloxane, Polyalkenoxid Copolymer.Around when using the composite material for a doctor blade in particular their cleaning effect on the roll cover to be able to influence come as liquid fillers alone or in combination: modified silicones such as. epoxy-modified silicones, polysiloxanes such as, for example, polyalkene oxide-modified Polysiloxanes, organomodified polysiloxane mixtures, acrylated siloxanes, Polyalkene oxide copolymer.

Das Matrixmaterial umfasst vorzugsweise ein polymeres Matrixmaterial, welches allein oder in Kombination umfassen kann: thermoplastisches Polymermaterial, duroplastisches Polymermaterial, elastomeres Polymermaterial.The Matrix material preferably comprises a polymeric matrix material, which may comprise alone or in combination: thermoplastic Polymeric material, thermoset polymeric material, elastomeric polymeric material.

Als thermoplastisches Polymermaterial können allein oder in Kombination in Betracht kommen: Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Ultra High Molecular Weight Polyethylen (UHMWPE), Polyphenylensulfid, Polyetheretherketon.When thermoplastic polymer material may be used alone or in combination Polypropylene (PP), Polyethylene (PE), Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE), polyphenylene sulfide, polyetheretherketone.

Als duroplastisches Polymermaterial können allein oder in Kombination in Betracht kommen: Cyanesterharz, Pheno- und/oder Aminoplaste, Phenylacrylatharze, Bismaleinimid- Harze und deren Modifikationen bspw. durch Allylphenylverbindungen, Polyurethanharze, ungesättigte Polyesterharze, Epoxidharze, Melaminharze, Furanharze.When Thermosetting polymer material may be used alone or in combination come into consideration: cyanester resin, phenolic and / or aminoplasts, Phenylacrylatharze, Bismaleinimid- resins and their modifications for example by allylphenyl compounds, polyurethane resins, unsaturated polyester resins, Epoxy resins, melamine resins, furan resins.

Als elastomeres Polymermaterial können allein oder in Kombination in Betracht kommen: Gummi, Polyurethan, Silikon.When elastomeric polymeric material alone or in combination: rubber, polyurethane, Silicone.

Der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff kann zumindest abschnittweise eine Schaberklinge und/oder einen Schaberklingenhalter und/oder einen Schaberbalken bilden. Für alle der oben genannten Anwendungsfälle kann der Verbundwerkstoff lagenförmig ausgebildet sein. Des weiteren ist es denkbar, dass der lagenförmig ausgebildete Verbundwerkstoff mit zumindest einer anderen Lage zur Ausbildung einer „Sandwich-Struktur flächig verbunden ist.Of the Composite material according to the invention at least in sections, a doctor blade and / or a doctor blade holder and / or form a scraper bar. For all of the above use cases can the composite layered be educated. Furthermore, it is conceivable that the layer-shaped Composite material with at least one other layer for training a "sandwich structure flat connected is.

Vorzugsweise findet das erfindungsgemäße Schabersystem in einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn und/oder in einer Maschine zur Weiterverarbeitung eine Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn wie bspw. einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn Verwendung.Preferably finds the scraper system according to the invention in a machine for producing a material web and / or in a machine for further processing a material web, in particular a Fibrous web such as a paper, cardboard or tissue web Use.

Nachfolgend wird die Erfindung durch zwei Ausführungsbeispiele anhand der folgenden schematischen und nicht maßstabsgetreuen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following the invention by two embodiments with reference to the the following schematic and not to scale drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schabersystems, 1 A first embodiment of a scraper system according to the invention,

2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaberklinge. 2 a second embodiment of a scraper blade according to the invention.

Die 1 zeigt in abschnittweiser Darstellung ein Schabersystem 1 zur Beschaberung der Mantelfläche 2 einer sich in eine Drehrichtung 3 drehenden Walze 4 in einer Papiermaschine.The 1 shows in sections a scraper system 1 for Beschaberung the lateral surface 2 one in one direction of rotation 3 rotating roller 4 in a paper machine.

Das Schabersystem 1 umfasst eine Schaberklinge 5, einen Schaberklingenhalter 6 und einen Schaberblaken 7.The scraper system 1 includes a scraper blade 5 , a scraper blade holder 6 and a scraper sheet 7 ,

Die Schaberklinge 5 wird durch eine obere Lage 8 und durch eine untere Lage 9 gebildet, die miteinander unter Ausbildung einer „Sandwich-Struktur" flächig verbunden sind.The scraper blade 5 is through an upper layer 8th and by a lower layer 9 formed, which are connected to each other flat to form a "sandwich structure".

Die obere Lage 8 wird aus einem Verbundwerkstoff gebildet, welcher ein Matrixmaterial 10 und einen im Matrixmaterial 10 eingebetteten partikelförmigen Füllstoff 11, 12 umfasst, wobei der Füllstoff 11, 12 eine maximale Ausdehnung im Nanometer Bereich (nanoskaliger Füllstoff) hat.The upper layer 8th is formed from a composite material which is a matrix material 10 and one in the matrix material 10 embedded particulate filler 11 . 12 wherein the filler 11 . 12 has a maximum extent in the nanometer range (nanoscale filler).

Der partikelförmige nanoskalige Füllstoff 11, 12 hat einen Anteil von 25 Gew.-% oder weniger an dem Verbundwerkstoff. Der nanoskalige Füllstoff 11, 12 umfasst eine anorganischen Füllstoffkomponente 12, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Oxidmaterial wie bspw. Aluminiumoxid ist, sowie eine organische Füllstoffkomponente 11, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Graphit gebildet wird. Die Füllstoffkomponente 11 ist somit elektrisch leitfähig. Die beiden Füllstoffkomponenten 11 und 12 haben jeweils einen 12,5%-tigen Gewichtsanteil und eine Partikelgröße von 150 nm.The particulate nanoscale filler 11 . 12 has a content of 25% by weight or less of the composite. The nanoscale filler 11 . 12 comprises an inorganic filler component 12 which in the present embodiment is an oxide material such as alumina, and an organic filler component 11 which is formed by graphite in the present embodiment. The filler component 11 is thus electrically conductive. The two filler components 11 and 12 each have a 12.5% by weight and a particle size of 150 nm.

Das Matrixmaterial 10 wird in der vorliegenden Ausführungsform durch das duroplastische Polymermaterial Phenol-Formaldehydharz, wie bspw. Epoxidharz gebildet.The matrix material 10 For example, in the present embodiment, phenol-formaldehyde resin such as epoxy resin is formed by the thermosetting polymer material.

Die untere Lage 9 umfasst ein ein Cyanesterharz umfassendes Matrixmaterial 13 in welches eine durch mehrere Gewebematten 14 gebildete Faserverstärkung 14 eingebettet ist. Die Gewebematten 14 umfassen Carbonfasern.The lower layer 9 comprises a matrix material comprising a cyanester resin 13 in which one through several tissue mats 14 formed fiber reinforcement 14 is embedded. The tissue mats 14 include carbon fibers.

Des weiteren ist in das Cyanesterharz 13 ein partikelförmiger Füllstoff 15 in Form von 10 Gew.-% PTFE eingebettet.Furthermore, in the cyanester resin 13 a particulate filler 15 embedded in the form of 10 wt .-% PTFE.

Der Schaberklingenhalter 6 wird im wesentlichen durch einen Verbundwerkstoff gebildet, der ein thermoplastisches polymeres Matrixmaterial 16, wie bspw. PP umfasst und in den nanoskalige Carbonfasern 17 eingebettet sind.The scraper blade holder 6 is essentially formed by a composite material comprising a thermoplastic polymeric matrix material 16 , such as PP and in the nanoscale carbon fibers 17 are embedded.

Der in der 1 dargestellte Schaberbalken 7 wird im wesentlichen durch einen Verbundwerkstoff gebildet, der ein thermoplastisches polymeres Matrixmaterial 18, wie bspw. PE, einen in das Matrixmaterial 18 eingebetteten makroskaligen faserförmigen Füllstoff 19 in Form von Carbonfasern 19 sowie einen in das Matrixmaterial 18 eingebetteten nanoskaligen partikelförmigen Füllstoff 20 in Form von piezoelektrischem Keramikmaterial 20 mit einem Gewichtsanteil von 25% umfasst. Durch das piezoelektrische Keramikmaterial 20 kann bspw. die Durchbiegung des Schaberbalkens 7 ausgeglichen werden.The Indian 1 illustrated scraper bars 7 is essentially formed by a composite material comprising a thermoplastic polymeric matrix material 18 , such as PE, one into the matrix material 18 embedded macro-scale fibrous filler 19 in the form of carbon fibers 19 and one in the matrix material 18 embedded nanoscale particulate filler 20 in the form of piezoelectric ceramic material 20 comprising 25% by weight. By the piezoelectric ceramic material 20 can, for example, the deflection of the scraper bar 7 be compensated.

Der Schaberbalken 7 wurde durch das sog. Filament Winding Verfahren aus den Carbonfasern 19 hergestellt, die während der Herstellung mit dem zu diesem Zeitpunkt flüssigen Matrixmaterial 18 imprägniert wurden, in dem die nanoskaligen Piezokeramikpartikel 20 dispergiert waren.The scraper 7 became from the carbon fibers by the so-called Filament Winding procedure 19 prepared during manufacture with the then at this time liquid matrix material 18 were impregnated, in which the nanoscale Piezokeramikpartikel 20 dispersed.

Die 2 zeigt in abschnittweiser Darstellung eine erfindungsgemäße Schaberklinge 101 bei der Beschaberung der Mantelfläche 102 einer sich in eine Drehrichtung 103 drehenden Walze 104.The 2 shows in sections a doctor blade according to the invention 101 when beschaberung the lateral surface 102 one in one direction of rotation 103 rotating roller 104 ,

Die Schaberklinge 101 wird durch einen Verbundwerkstoff gebildet, der ein polymeres Matrixmaterial 105 und einen im polymeren Matrixmaterial 105 eingebetteten Füllstoff 106, 107 und 108 umfasst, wobei der Füllstoff 106, 107 eine Größe im Nanometer Bereich (nanoskaliger Füllstoff) und der Füllstoff 108 eine Größe im Millimeter Bereich (makroskaliger Füllstoff) hat.The scraper blade 101 is formed by a composite material that is a polymeric matrix material 105 and one in the polymeric matrix material 105 embedded filler 106 . 107 and 108 wherein the filler 106 . 107 a size in the nanometer range (nanoscale filler) and the filler 108 has a size in the millimeter range (macroscale filler).

Der Füllstoffanteil 106 ist ein partikelförmiger nanoskaliger Füllstoff 106 und wird durch 100 nm große Zirkonoxid Partikel gebildet. Der Füllstoffanteil 106 hat einen Anteil von 9 Gew.-% an dem Verbundwerkstoff, wobei der Füllstoffanteil 106 im Matrixmaterial 105 gleichmäßig verteilt ist.The filler content 106 is a particulate nanoscale filler 106 and is formed by 100 nm zirconia particles. The filler content 106 has a proportion of 9 wt .-% of the composite, wherein the filler content 106 in the matrix material 105 is evenly distributed.

Der Füllstoffanteil 107 ist ein faserförmiger nanoskaliger Füllstoff 107 und wird durch 500 nm lange Carbon Fasern gebildet. Der Füllstoffanteil 107 hat einen Anteil von 5 bis 15 Gew.-% an dem Verbundwerkstoff und ist, wie aus der 2 zu erkennen ist, ungleichmäßig im Matrixmaterial 105 verteilt, d.h. der in der 2 obere Bereich der Schaberklinge 101 hat einen Faseranteil 107 von 15 Gew.-%. Der Faseranteil 107 reduziert sich hierbei kontinuierlich bis zum unteren Bereich der Schaberklinge 101 auf 5 Gew.-%.The filler content 107 is a fibrous nanoscale filler 107 and is formed by 500 nm long carbon fibers. The filler content 107 has a proportion of 5 to 15 wt .-% of the composite and is, as from 2 can be seen, uneven in the matrix material 105 distributed, ie in the 2 upper area of the doctor blade 101 has a fiber content 107 of 15% by weight. The fiber content 107 This reduces continuously down to the lower part of the doctor blade 101 to 5 wt .-%.

Der Füllstoffanteil 108 ist ein partikelförmiger makroskaliger Füllstoff 108 und wird durch 0,05 mm große PTFE Partikel gebildet. Der Füllstoffanteil 108 ist nur im mittleren Bereich des Verbundwerkstoffs mit einem Anteil von 5 Gew.-% in den Verbundwerkstoff eingebettet. Demzufolge ist der Füllstoffanteil 108 im Matrixmaterial 105 ungleichmäßig verteilt.The filler content 108 is a particulate macroscale filler 108 and is formed by 0.05 mm PTFE particles. The filler content 108 is embedded in the composite material only in the central region of the composite material at a level of 5% by weight. Consequently, the filler content 108 in the matrix material 105 distributed unevenly.

Das Matrixmaterial 105 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform ein duroplastisches Polymermaterial wie bspw. Cyanesterharz.The matrix material 105 In the present embodiment, it includes a thermosetting polymer material such as cyanester resin.

Claims

Scraper system which is at least partially formed of a composite material which comprises a matrix material and at least one embedded in the matrix material filler, characterized in that the at least one filler has a size in the nanometer range (nanoscale filler).

Scraper system according to claim 1, characterized in that that at least part of the nanoscale filler at least in sections evenly distributed in the matrix material is.

Scraper system according to claim 1 or 2, characterized that at least part of the nanoscale filler at least in sections distributed unevenly in the matrix material is.

Scraper system according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that at least part of the nanoscale filler is particulate.

Scraper system according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least a part of the nanoscale filler fibrous is.

Scraper system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the nanoscale filler a content of 95% by weight or less, preferably 50% by weight or less, more preferably 10% by weight or less of the composite Has.

Scraper system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the nanoscale filler a size of maximum 850 nm, preferably at most 500 nm, particularly preferably at most 250 nm and most preferably at most 80 nm.

Scraper system according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least a part of the nanoscale filler thermally conductive and / or electrically conductive is.

Scraper system according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the matrix material at least in sections, a filler embedded, which is one size in microns and / or millimeter range (macroscale filler).

Scraper system according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least a part of the macroscale filler fibrous is.

Scraper system according to one of claims 5 to 10, characterized in that the fibrous nanoscale and / or macroscale filler a proportion of 40% by weight or less of the composite Has.

Scraper system according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least a part of the macroscale filler particulate is.

Scraper system according to claim 12, characterized in that that the macroscale particulate filler a maximum extension in the range of 0.002 mm to 5 mm, preferred 0.01 mm to 0.1 mm.

Scraper system according to one of claims 4 to 13, characterized in that the particulate nanoscale and / or macroscale filler a content of 50% by weight or less, preferably 25% by weight or has less of the composite.

Scraper system according to one of claims 1 to 14, characterized in that in the matrix material, a liquid filler is embedded.

Scraper system according to claim 15, characterized in that that the liquid filler a content of 10% by weight or less, preferably 0.05% by weight to 1.5% by weight of the composite material.

Scraper system according to one of claims 1 to 16, characterized in that the nanoscale filler an organic and / or inorganic material.

Scraper system according to one of claims 9 to 17, characterized in that the macroskalige filler an organic and / or inorganic material.

Scraper system according to claim 17 or 18, characterized in that the organic material is used alone or in combination includes: carbon, fullerenes, so-called bucky balls, carbon nanotubes, conductive Russian, Carbon, aramid, thermoplastics, elastomers.

Scraper system according to claim 17 or 18, characterized characterized in that the inorganic material is used alone or in combination includes: boron, glass, metal, oxide, carbide, silicate, basalt.

Scraper system according to one of claims 1 to 20, characterized in that the matrix material is a polymeric Matrix material includes.

Scraper system according to claim 21, characterized in that the polymeric matrix material comprises alone or in combination: thermoplastic polymer material, thermosetting polymer material, elastomeric polymer material.

Scraper system according to claim 22, characterized in that that the thermoplastic polymer material alone or in combination includes: polypropylene (PP), polyethylene (PE), UHMWPE, polyphenylene sulfide, Polyetheretherketone.

Scraper system according to claim 22, characterized in that that the thermosetting polymer material alone or in combination includes: cyanoester resin, phenolic and / or amino resins, phenyl acrylate resin, Bismaleimide resin and its modifications, for example, by allylphenyl compounds, Polyurethane resin, unsaturated Polyester resin, epoxy resin, melamine resin, furan resin.

Scraper system according to claim 22, characterized in that in that the elastomeric polymeric material comprises alone or in combination: Rubber, polyurethane, silicone.

Scraper system according to one of claims 1 to 26, characterized in that the composite material at least partially layered is trained.

Scraper system according to one of claims 1 to 27, characterized in that the composite material at least sectionally forms a scraper blade.

Scraper system according to one of claims 1 to 28, characterized in that the composite material at least sectionally forms a doctor blade holder.

Scraper system according to one of claims 1 to 26, characterized in that the composite material at least sectionally forms a scraper bar.

Machine for producing a material web with A scraper system according to any one of claims 1 to 29.

Machine for processing a material web with A scraper system according to any one of claims 1 to 29.