DE102011078759A1 - Walze mit verschleissbeständiger antihaft-oberfläche - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Walzenbezug für Walzen (10) zur Verwendung in einer bahnherstellenden und/oder – veredelnden Maschine wie beispielsweise einer Papier- oder Folienmaschine, wobei der Walzenbezug (12) eine innere Bezugslage (121, 122) und eine zumindest auf einem Teil der Mantelfläche der inneren Bezugslage (121, 122) angeordnete äußere Bezugslage (123, 124) aufweist, und wobei die innere Bezugslage (121, 122 einen polymeren Verbundwerkstoff aufweist und die äußere Bezugslage (123, 124) von einer metallischen oder keramischen Spritzbeschichtung (123) mit darauf aufgetragenem polymerem Werkstoff (124) gebildet ist

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Bezüge für Walzen mit vorzugsweise Kernen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen und bezieht sich im Besonderen auf eine widerstandsfähige, leicht zu reinigende Oberfläche für solche Walzen.
  • Walzen mit Walzenkernen auf Basis von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen, sogenannte CFK-Walzen, weisen in der Regel eine höhere Steifigkeit auf als Walzen mit Walzenkernen auf Stahlbasis. Während der Elastizitätsmodul von Stahlwalzen bei etwa 220 GPa angesiedelt ist, können CFK-Walzen mit Elastizitätsmodulen von etwa 240 bis etwa 700 GPa hergestellt werden und sind somit bei gleichem Durchmesser wesentlich steifer. Durch ihren Verbundaufbau dämpfen sie zudem Vibrationen. Im Vergleich zu Stahlwalzen lassen sich mit CFK-Walzen in bahnverarbeitenden Maschinen wie Papiermaschinen somit höhere Rotationsgeschwindigkeiten erzielen, ohne die Walzen in eine kritische Drehzahl zu bringen und dabei Schwingungen zu verursachen. Im Gegensatz zu Stahlwalzen benötigen CFK-Walzen keine Anlaufzeit um einheitlich erwärmt zu sein, wodurch sich der Papierausschuss zu Beginn eines Produktionslaufs reduziert.
  • Die Steifigkeit von CFK-Walzen kann durch Wahl eines geeigneten Faserquerschnitts und durch entsprechende Auslegung der Kohlenstofffaserwicklungen innerhalb eines großen Bereichs eingestellt und damit für den jeweiligen Betriebszweck der Walze "maßgeschneidert" werden. Da das spezifische Gewicht von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) nur in etwa einem Fünftel dessen von Stahl entspricht, sind CFK-Walzen in bahnverarbeitenden Maschinen wie Papiermaschinen unkompliziert einsetzbar und zeichnen sich zudem durch einen geringeren Energieverbrauch aus. Daher werden CFK-Walzen zunehmend auch als Ersatz für Stahlwalzen in bereits bestehenden bahnverarbeitenden Maschinen verwendet. Für die Verwendung als Leitwalzen, z. B. für Siebe und Filze, sind die Laufflächen der CFK-Walzen mit einem sogenannten Composite-Werkstoff überzogen, der eine hohe mechanische Beständigkeit und insbesondere Verschleißbeständigkeit der das jeweilige Sieb oder das jeweilige Filz kontaktierenden Walzenoberfläche garantiert. Als Composite-Werkstoffe werden häufig Polymere verwendet, in die zum Erzielen bestimmter Elastizitäten und Abriebeigenschaften Füllstoffe eingebettet sind. Mit solchen Compositebezügen versehene CFK-Walzen weisen eine mit Stahlwalzen vergleichbare Lebensdauer auf.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass sich während des Betriebs von CFK-Walzen an den Composite-Oberflächen anlagernde Verunreinigungen nur schwer wieder ablösen lassen.
  • Es ist daher wünschenswert, einen Walzenbezug auf Basis eines Composite-Werkstoffs anzugeben, auf dessen Oberfläche sich Verunreinigungen mit nur geringer Haftkraft anlagern können.
  • Ausführungsformen eines solchen Walzenbezugs für Walzen zur Verwendung in einer Maschine zur Papierherstellung weisen eine innere Bezugslage und eine zumindest auf einem Teil der Mantelfläche der inneren Bezugslage angeordnete äußere Bezugslage. Die innere Bezugslage weist hierbei einen polymeren Verbundwerkstoff auf, während die äußere Bezugslage von einer metallischen oder keramischen Spritzbeschichtung mit darauf aufgetragenem polymeren Werkstoff gebildet ist.
  • In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z.b. Komponenten, Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen sind, und in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen.
  • Walzenbezüge mit den angegebenen Merkmalen vereinen eine verschleißbeständige Bezugsoberfläche mit einem Antihafteffekt, der das Anhaften von während einer Papierproduktion anfallenden Verunreinigungen erschwert und so eine leicht sauber zu haltende Bezugsoberfläche garantiert.
  • Zum Erzielen eines Formschlusses zwischen der Spritzbeschichtung und dem darauf aufgebrachten polymeren Werkstoff weist die äußere Oberfläche der metallischen oder keramischen Spritzbeschichtung vorteilhaft eine Rauheit aus dem Bereich von 5 bis 8 µm und insbesondere aus dem Bereich von 6 bis 7 µm auf.
  • Bei vorteilhaften Ausführungsformen umfasst der polymere Werkstoff ein Epoxidharz, da dieses die Spritzbeschichtung im nichtvernetzten bzw. teilvernetzten Zustand gut benetzt und hierdurch nicht nur eine stoffschlüssige Verbindung, sondern durch Eindringen in Vertiefungen in der Spritzbeschichtung auch eine formschlüssige Verbindung schafft. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst der polymere Werkstoff vorteilhaft ein Silicon-Polyesterharz, da dieses sehr gute Antihafteigenschaften mit einer ausgezeichneten schmutzabweisenden Wirkung verbindet. Zur Verbesserung der Antihaft und schmutzabweisenden Eigenschaften der äußeren Bezugslage der Beschichtung können in dem polymeren Werkstoff Füllstoffe eingebettet sein, wobei die Füllstoffe von bevorzugten Ausführungsformen hiervon Polyfluorethylen (PFE) und insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) enthalten. Bei vorteilhaften Ausführungsformen liegen die Füllstoffe in Form von Partikeln und insbesondere in Form von Partikeln mit mittleren Durchmessern aus dem Bereich von 0,01 bis 5 µm vor. Statt von einem Epoxidharz oder Silicon-Polyesterharz mit PFE bzw. PTFE aufweisenden Füllstoffen kann der polymere Werkstoff auch direkt von Polyfluorethylen und insbesondere Polytetrafluorethylen gebildet sein oder von einem Polymer, das einen solchen Stoff umfasst.
  • Zum sicheren Verfüllen von in der Spritzschicht ausgebildeten Vertiefungen bzw. Poren bei Verwendung von Polytetrafluorethylen als polymerem Werkstoff, werden vorzugsweise Polytetrafluorethylenpartikel mit Größen aus dem Bereich von etwa 50 bis 100 nm aufgeschlämmt und die so erhaltene Dispersion auf die Spritzbeschichtung aufgebracht, beispielsweise mithilfe eines Tauchbads, durch Aufspritzen oder durch Auftragen mit einem Pinsel oder einem anderen Streichgerät. Vorzugsweise wird hierzu ein Polymer verwendet, dass in Form von Partikeln mit einer Größenverteilung vorliegt, bei der wenigstens 65 Prozent der Partikel eine oder mehrere Größen aus dem Bereich von 50 bis 100 nm aufweisen.
  • Bei Ausführungsformen weist die Spritzbeschichtung einen Hartstoffe enthaltenden metallischen Verbundwerkstoff auf, wobei die Hartstoffe auf Basis metallartiger Carbide, metallischer Nitride und Boride, sowie Gemischen hiervon ausgebildet, und das Bindemittel des metallischen Verbundwerkstoffs von Cobalt, Eisen, Nickel, Kupfer, Chrom oder einer wenigstens eines dieser Metalle enthaltenden Legierung gebildet sein können.
  • Weitere Ausführungsformen weisen keramische Spritzbeschichtung auf, die eine oder mehrere Oxidkeramiken umfasst. Die Oxidkeramiken können dabei unter Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, Magnesiumoxid, Chrom(III)-oxid, Yttriumoxid und Titanaten ausgewählt sein.
  • Weiterhin bevorzugte Ausführungsformen weisen eine porös ausgebildete metallische oder keramische Spritzbeschichtung auf, deren Poren wenigstens teilweise mit dem polymeren Werkstoff verfüllt sind, um die Antihafteigenschaften der Bezugsoberfläche auch nach einem weitergehenden Verschleiß der Spritzbeschichtung sicherzustellen.
  • Die beschriebenen Walzenbezüge werden vorzugsweise bei Walzen mit Walzenkernen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff eingesetzt.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegende 1 Bezug genommen, die den Aufbau einer Walze anhand eines schematischen Querschnitts durch ein Walzensegment veranschaulicht.
  • Die schematisierte Darstellung von 1 illustriert den Aufbau einer Walze 10 anhand eines Querschnitts durch ein Walzensegment. Die Walze 10 besitzt einen in Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers ausgebildeten Walzenkern 11, dessen Mantelfläche zumindest in dem Bereich, in dem die Walze auf ein anderes Medium wie z. B. ein Sieb oder ein Filz einwirkt, mit einem Walzenbezug 12 versehen ist. Der Walzenbezug 12 weist mehrere Lagen auf, wobei sich Anzahl und physikalische Eigenschaften der einzelnen Bezugslagen nach dem jeweiligen Einsatzzweck der Walze 10 in einer Maschine zur Papierherstellung richten. Mit dem Sammelbegriff "Papier" werden in dieser Schrift alle zellstoffhaltigen Faserstoffbahnen bezeichnet, so dass dieser Begriff neben den verschiedenen Arten von Papieren beispielsweise auch Kartone und Vliesstoffe umfasst.
  • Der Walzenkern von CFK-Walzen wird bei Ausführungsformen durch schraubenförmiges bzw. helikales Wickeln von mit Epoxidharzen getränkten Kohlenstofffasern bzw. -fasersträngen mit bestimmten und unter Umständen von Lage zu Lage unterschiedlichen Ganghöhen gebildet. Den Epoxidharzen können dabei Füllstoffe zum Erzielen bestimmter Eigenschaften beigemengt sein. Nach dem Aushärten bilden die Epoxidharze die Matrix, in der die Kohlenstofffasern eingebettet sind. Die Matrix verstärkt die Walze zusätzlich und baut Schwingungsenergie ab. Aufgrund der bei der Herstellung von Papier auftretenden aggressiven Dämpfe werden zur Einbettung der Kohlenstofffasern vorzugsweise Epoxidharze verwendet, die nach dem Aushärten eine temperatur- und hydrolysebeständige Matrix ausbilden.
  • Bei der in 1 veranschaulichten Ausführungsform weist der Bezug 12 der Walze 10 eine innere Bezugslage auf, die sich in eine Grundschicht 121 und eine darauf angeordnete Funktionsschicht 122 unterteilt.
  • Die Grundschicht 121 dient dabei in erster Linie dem Herstellen einer dynamisch festen Verbindung von Walzenkern 11 und Walzenbezug 12. Sie besteht im Wesentlichen aus einer mit Füllstoffen versehenen faserverstärkten Harzimprägnierung, die auf den Walzenkern 11 gewickelt oder gegossen, ausgehärtet und anschließend in Form geschliffen wird. Ge- genwärtig werden zur Fertigung der Grundschicht vorwiegend Glasfasergewebe oder Glaskurzfasern verwendet.
  • Die elastischen Eigenschaften des Walzenbezugs werden größtenteils von der Funktionsschicht 122 bestimmt, die in der Regel ebenfalls von einem eine Polymermatrix aufweisenden Verbundwerkstoff gebildet ist. Der Verbundwerkstoff enthält vorzugsweise Faserstoffe wie beispielsweise Aramidfasern, Glasfasern oder Kohlenstofffasern, die als in der Polymermatrix angeordnete Gelege von z. B. nichtgewebten Rovings (Faserbündel bzw. Faserstränge) oder als Gewebe ausgebildet sein können. Material, Durchmesser und Legeart der verwendeten Fasern haben wesentlichen Einfluss auf die Elastizität, mechanische Stabilität und thermische Leitfähigkeit der Funktionsschicht. Insbesondere können Fasern verschiedener Materialien und Durchmesser kombiniert werden. Beispielsweise kann die thermische Leitfähigkeit des Verbundwerkstoffs durch die Verwendung von Kohlenstofffasern verbessert werden, während Aramidfasern dem Verbundwerkstoff eine hohe mechanische Beständigkeit verleihen. Bei Verwendung von Fasergeweben und/oder -gelegen kann über die Ganghöhe einer schraubenförmigen bzw. helikalen Wicklung zudem eine anisotrope Elastizität der Funktionsschicht 122 geschaffen werden, bei der die Elastizität in Umfangsrichtung beispielsweise größer als in Richtung längs zur Symmetrieachse des Walzenbezugs ist.
  • Elastizität und Festigkeit der Funktionsschicht 122 können ferner auch durch Einbetten von Füllstoffen in die Polymermatrix verbessert werden. Als Füllstoffe können Oxide, Carbide, Nitride oder Boride, wie beispielsweise Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliciumcarbid, Titancarbid oder Kreide, aber auch Kurzfasern der oben angegebenen Faserwerkstoffe verwendet werden. Zur Ausbildung der Polymermatrix von Funktionsschichten 122 eignen sich insbesondere Epoxidharze, Phenolharze, Polyurethane, Polyether und Polyetheretherketone.
  • Bei Ausführungsformen ist die Dicke der Grundschicht 121 aus einem Bereich von etwa 1 bis 3 mm, die der Funktionsschicht 122 aus einem Bereich von etwa 4 bis 8 mm gewählt, so dass man Gesamtdicken der inneren Bezugslage aus einem Bereich von etwa 5 bis 11 mm erhält. Selbstverständlich weisen andere Ausführungsformen andere Dicken der inneren Bezugslage bzw. der sie bildenden Grundschicht 121 und Funktionsschicht 122 auf, wobei Schichtaufbauten mit einer Gesamtdicke aus einem Bereich von etwa 2 bis 35 mm und insbesondere von etwa 2 bis 10 mm bevorzugt werden.
  • Auf der in radialer Richtung der Walze 10 außen liegenden Mantelfläche der inneren Bezugslage ist eine äußere Bezugslage angeordnet, die einerseits die Verschleißbeständigkeit des Walzenbezugs 12 weiter verbessert und andererseits die Wahrscheinlichkeit eines Anhaftens von Verunreinigungen an der Lauffläche einer Walze 10 verringert. Die äußere Bezugslage untergliedert sich in zwei Komponenten, wobei die erste der beiden Komponenten von einem metallischen oder keramischen Spritzwerkstoff gebildet ist und die zweite der beiden Komponenten von einem Polymer oder einem Polymerverbundwerkstoff, auf denen die bei einem Papierherstellungsprozess auftretenden Verunreinigungen nur schlecht haften. Die erste Komponente wird als Beschichtung der inneren Bezugslage ausgeführt.
  • Bei bevorzugten Ausführungsformen wird zur Herstellung der ersten Komponente 123 ein thermisches Spritzverfahren verwendet. Die Spritzbeschichtung erfolgt hierbei bevorzugt in mehreren Hüben, beispielsweise mit 10 bis 100 Hüben. Jeder Hub erzeugt eine dünne Teilschicht des Beschichtungsmaterials, wobei die erste Teilschicht direkt auf die äußere Manteloberfläche der inneren Beschichtungslage, und weitere Teilschichten auf die jeweils zuvor aufgebrachte Teilschicht aufgespritzt werden. Die physikalische Homogenität der die erste Komponente 123 bildenden Beschichtung kann über die Parameter des verwendeten Verfahrens eingestellt werden. Bei dem mit dem Akronym HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) bezeichneten Spritzverfahren kann z. B. die Ausbildung von Poren in den Teilschichten durch Wahl eines geeigneten Verhältnisses von Brennstoff zu Sauerstoff und einer geeigneten Förderrate des zur Schichtbildung verwendeten Pulvermaterials eingestellt bzw. vermieden werden. Weiterhin kann auch das Verfahren des Lichtbogenspritzens angewandt werden.
  • Als Materialien zur Herstellung einer metallischen Spritzbeschichtung 123 können handelsübliche Metalle, Legierungen und Hartmetallpulver mit ca. 8–10 % Cobalt als Bindemittel und Wolframmonocarbid als Hartstoff verwendet werden. Das Hartmetallpulver wird vorzugsweise so aufgetragen, dass man an der äußeren Oberfläche der Spritzbeschichtung 123 eine Oberflächenrauheit aus dem Bereich von etwa 5 bis 8 µm und insbesondere aus dem Bereich von 6 bis 7 µm erhält. Als Materialien zur Herstellung einer keramischen Spritzbeschichtung 123 können handelsübliche keramische Pulvermaterialien auf der Basis von z. B. Aluminiumoxid, Zirconiumdioxid, Magnesiumoxid, Crom(III)-oxid, Yttriumoxid und Titanate verwendet werden.
  • Eine die erste Komponente 123 bildende Spritzbeschichtung ist wesentlich dünner als der innere Walzenbezug. Bei Ausführungsformen beträgt die Dicke der Spritzbeschichtung maximal 3 mm, wobei Dicken aus dem Bereich von 0,05 bis 2 mm und insbesondere aus dem Bereich von 0,3 bis 1 mm bevorzugt werden. Entsprechende Spritzbeschichtungen weisen aufgrund ihrer Härte und Zähigkeit eine mit Stahlwalzen vergleichbare Verschleißbeständigkeit der Oberfläche auf und können dennoch den elastischen Verformungen der inneren Walzenbezugslage ohne Beeinträchtigung ihrer mechanischen Festigkeit folgen.
  • Nach dem Aufbringen der ersten Komponente 123 wird auf die Oberfläche deren äußerer Mantelfläche ein Polymer bzw. Polymerverbundwerkstoff als zweite Komponente 124 aufgebracht. Die zweite Komponente 124 füllt dabei die durch die Oberflächenrauheit der ersten Komponente gegebenen Vertiefungen auf, wodurch sich zusätzlich zu einer stoffschlüssigen auch eine formschlüssige Verbindung der beiden Komponenten ergibt.
  • Als Polymere eignen sich Duroplaste und Thermoplaste, die auf Basis von Einkomponenten- und Zweikomponentensystemen hergestellt werden können. Geeignet sind insbesondere Duroplaste, deren Zersetzungstemperatur so weit oberhalb der Einsatztemperatur der zweiten Komponente 124 liegt, dass sich der Duroplast elastisch verhält. In analoger Weise eignen sich Thermoplaste, deren Glasübergangstemperatur soweit oberhalb der Einsatztemperatur der zweiten Komponente 124 liegt, dass bei einem Einsatz einer Walze 10 keine störende Erweichung des Polymers auftreten kann. Als grober Richtwert für die Mindestdifferenz zwischen Einsatztemperatur und Zersetzungs- bzw. Glasübergangstemperatur können 20 °C angegeben werden. Unter Einsatztemperatur ist die Betriebstemperatur der zweiten Komponente 124 während des bestimmungsgemäßen Einsatzes einer Walze 10 zu verstehen.
  • Als Polymere bzw. Polymerverbundwerkstoffe eignen sich insbesondere Epoxidharze und Epoxidharze mit darin eingebetteten Füllstoffpartikeln, beispielsweise aus Polyfluorethylen (PFE) und insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE). Da Epoxidharz im nichtvernetzten bzw. teilvernetzten Zustand eine gute Benetzung der ersten Komponente 123 zeigt, weist es eine gute Haftung darauf auf.
  • Die Viskosität des Epoxidharzes kann durch Zugabe von Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Alkoholen oder Ketonen, verringert werden, beispielsweise um ein Aufspritzen oder Gießen des Polymers zu ermöglichen. Bei höheren Viskositäten wird ein Aufbringen des Polymers mithilfe von Streichwerkzeugen wie z. B. Pinseln oder Spachteln bevorzugt. Bei Verwendung eines Tauchbads kann das Beschichten der Oberfläche der ersten Komponente auch durch Eintauchen in ein noch flüssiges Polymer erfolgen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird als Polymerausgangsmaterial eine Mischung aus Epoxidharz und Isobutanol verwendet, die PTFE-Partikel mit mittleren Durchmessern von 0,1 bis 5 µm enthält. Die Anteile des Epoxidharzes am Polymerausgangsmaterial betragen zwischen 40 und 70 Gew.-%, die des Isobutanol zwischen 10 und 60 Gew.-% und die der PTFE-Partikel zwischen 2 und 20 Gew.-%. Das Polymer/Lösungsmittelgemisch wird vorzugsweise auf die erste Komponente aufgespritzt, die vorzugsweise von einer Spritzbeschichtung aus NiCrBSi gebildet ist.
  • Eine andere bevorzugte Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen in der Wahl des Polymerausgangsmaterials, wobei ein mit Isobutanol gemischtes Silicon-Polyesterharz verwendet wird, das PTFE-Partikel mit mittleren Größen von 0,1 bis 5 µm enthält. Die Anteile des Silicon-Polyesterharzes am Polymerausgangsmaterial betragen wiederum zwischen 40 und 70 Gew.-%, die des Isobutanol zwischen 10 und 60 Gew.-% und die der PTFE-Partikel zwischen 2 und 20 Gew.-%. Das Polymer/Lösungsmittelgemisch wird vorzugsweise auf die erste Komponente aufgespritzt, die bevorzugt von einer Spritzbeschichtung aus NiCrBSi gebildet ist.
  • Nach dem Aufbringen des Polymergrundmaterials auf die erste Komponente 123 wird dieses vorzugsweise thermisch vernetzt, wodurch die Ausbildung der polymeren zweiten Komponente 124 abgeschlossen ist.
  • Statt oder in Verbindung mit den oben beschriebenen Polymermaterialien können auch Silicone zur Ausbildung der zweiten Komponente 124 verwendet werden. Polymerausgangsmaterialien geringer Viskosität werden vorzugsweise zur Ausbildung verhältnismäßig dünner Beschichtungen als zweite Komponente verwendet, beispielsweise für Dicken von 20 bis etwa 50 µm, Polymerausgangsmaterialien höherer Viskosität für entsprechend dickere Beschichtungen von beispielsweise bis zu 80 µm.
  • Nach einem Abtrag einer solcherart schichtförmig aufgebrachten zweiten Komponente 124, beispielsweise durch Verschleiß, bleiben aufgrund der Oberflächenrauheit der ersten Komponente 123 in deren Vertiefungen Reste des die zweite Komponente 124 bildenden polymeren Materials zurück, wodurch die Antihaftwirkung der Walzenbezugsoberfläche über einen Abtrag der zweiten Komponentenschicht hinaus erhalten bleibt.
  • Um die Antihaftwirkung der Walzenoberfläche auch bis zu einem gewissen Verschleiß der die erste Komponente 123 bildenden Spritzbeschichtung aufrechtzuerhalten, wird letztere bei vorteilhaften Ausführungsformen als poröse Beschichtung aufgespritzt. Die Poren der Beschichtung werden anschließend mit dem polymeren Material der zweiten Komponente verfüllt, wodurch die erste Komponente 123 als Matrix zur Aufnahme der zweiten Komponente 124 dient. Bei solchen Ausführungsformen werden die Verschleiß- und Festigkeitseigenschaften der Walzenoberfläche von den Eigenschaften der Spritzbeschichtung, d. h. von den Eigenschaften der ersten Komponente 123 bestimmt, während die Haftung von Verschmutzungen auf der Walzenoberfläche im Wesentlichen über die polymere zweite Komponente bestimmt wird. Die Poren werden wie bereits zuvor erwähnt beim Aufbringen des Beschichtungsmaterials erzeugt, wobei die Porendichte über die Parameter des Spritzbeschichtungsverfahrens eingestellt werden kann und vorzugsweise zu einer Porosität aus dem Bereich von 2 bis 10 % führt.
  • Die Erfindung ermöglicht eine Ausbildung von verschleißbeständigen Walzenbezugsoberflächen, die gleichzeitig einen Antihafteffekt für während einer Papierproduktion anfallende Verunreinigungen aufweist und somit leicht sauber zu halten ist.

Claims (14)

  1. Walzenbezug für Walzen (10) zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoff- oder Folienbahn, insbesondere in einer Papiermaschine, wobei der Walzenbezug (12) eine innere Bezugslage (121, 122) und eine zumindest auf einem Teil der Mantelfläche der inneren Bezugslage (121, 122) angeordnete äußere Bezugslage (123, 124) aufweist, und wobei – die innere Bezugslage (121, 122 einen polymeren Verbundwerkstoff aufweist und – die äußere Bezugslage (123, 124) von einer metallischen oder keramischen Spritzbeschichtung (123) mit darauf aufgetragenem polymerem Werkstoff (124) gebildet ist.
  2. Walzenbezug nach Anspruch 1, worin die äußere Oberfläche der metallischen oder keramischen Spritzbeschichtung (123) eine Rauheit aus dem Bereich von 2 bis 12 µm und insbesondere aus dem Bereich von 4 bis 7 µm aufweist.
  3. Walzenbezug nach Anspruch 1 oder 2, worin der polymere Werkstoff (124) ein Epoxidharz umfasst.
  4. Walzenbezug nach Anspruch 1 oder 2, worin der polymere Werkstoff (124) ein Silicon-Polyesterharz umfasst.
  5. Walzenbezug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der polymere Werkstoff (124) ein Polymer mit darin eingebetteten Füllstoffen umfasst.
  6. Walzenbezug nach Anspruch 5, worin die Füllstoffe Polyfluorethylen und insbesondere Polytetrafluorethylen enthalten.
  7. Walzenbezug nach Anspruch 5 oder 6, worin die Füllstoffe in Form von Partikeln und insbesondere in Form von Partikeln mit mittleren Durchmessern aus dem Bereich von 0,01 bis 5 µm vorliegen.
  8. Walzenbezug nach Anspruch 1, worin der polymere Werkstoff (124) von Polyfluorethylen und insbesondere Polytetrafluorethylen gebildet ist.
  9. Walzenbezug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die metallische oder keramische Spritzbeschichtung (123) einen Hartstoffe enthaltenden metallischen Verbundwerkstoff aufweist.
  10. Walzenbezug nach Anspruch 9, worin die Hartstoffe als Hartstoffkörner auf Basis metallartiger Carbide, metallischer Nitride und Boride, sowie Gemischen hiervon ausgebildet sind und das Bindemittel des metallischen Verbundwerkstoffs von Cobalt, Eisen, Nickel, Kupfer oder einer wenigstens eines dieser Metalle enthaltenden Legierung gebildet ist.
  11. Walzenbezug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die metallische oder keramische Spritzbeschichtung (123) eine Oxidkeramik oder mehrere Oxidkeramiken aufweist.
  12. Walzenbezug nach Anspruch 11, worin die Oxidkeramiken unter Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, Magnesiumoxid, Chrom(III)-oxid, Yttriumoxid und Titanaten ausgewählt sind.
  13. Walzenbezug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die metallische oder keramische Spritzbeschichtung (123) porös ausgebildet ist und der polymere Werkstoff (124) die Poren der Spritzbeschichtung wenigstens teilweise verfüllt.
  14. Walze mit einem Walzenkern (11) aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und einem Walzenbezug (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
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