DE102012213648A1 - Verfahren zum Beschichten einer Walze und Walze - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Versiegeln einer Walze (2), insbesondere einer Trockenwalze zur Anwendung in einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wie einer Papier- oder Kartonbahn, umfasst die folgenden Verfahrensschritte: i) in Rotation versetzen der Walze (2), ii) Aufbringen einer Versiegelungsschicht (7) auf eine Oberfläche der Walze (2), iii) Aushärten der Versiegelungsschicht (7) durch Eintrag von Energie (6), wobei die Versiegelungsschicht (7) eine Epoxidharzmischung (4) mit Beimengungen von ferromagnetischen Stoffen und/oder ferritischen Stoffen und/oder Kohlenstoff umfasst.
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Beschichten einer Walze, insbesondere in der Trockengruppe einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wie einer Papier- oder Kartonbahn, sowie von einer gemäß dem Verfahren hergestellten Walze.
- Eine Faserstoffbahn durchläuft bei ihrer Herstellung diverse Stadien von der Formiersektion, wo die flüssige Fasersuspension auf zumindest ein Sieb verteilt und erstentwässert wird, über die Pressenpartie, wo der Faserstoffbahn weitere Flüssigkeit entzogen wird, sowie in die Trockengruppe, wo die Faserstoffbahn so weit getrocknet wird, dass sie nach Durchlaufen dieser Sektion aufgewickelt sowie der weiteren Verarbeitung zugeführt werden kann.
- Beim Eintritt in die Trockengruppe weist die Faserstoffbahn einen Trocknungsgrad von ca. 50% abhängig vom Papiergrad auf. Am Ende der Trockengruppe ist der Restfeuchtegehalt auf ca. 5% gesunken. Die Feuchtigkeit wird beim Durchlaufen der der Trockengruppe durch Beheizen der die Trockengruppe bildenden Trockenzylinder sowie Verdampfen der Feuchtigkeit aus der Faserstoffbahn entzogen. Die Trockenzylinder werden gewöhnlich dampfbeheizt und erreichen im Betrieb eine Temperatur von ca. 130°.
- Die Trockenzylinder weisen dabei gängigerweise eine metallische Beschichtung auf, die durch thermisches Spritzen aufgebracht und anschließend mit einem hochgefüllten Epoxidharz versiegelt wird. Die Trockenzylinder müssen in Abständen überarbeitet werden, um Verformungen und Beschädigungen in der Oberfläche auszubessern. Nach dem Überschleifen der Walzen muss die Epoxidharzversiegelung neu aufgetragen und nach dem Auftrag bei Temperaturen von 100° bis 400° ausgehärtet werden. An Maschinenstandorten, wo kein Ofen zum Aushärten der Versiegelung zur Verfügung steht, muss die Aushärtung der
- Versiegelung über Infrarotstrahler erfolgen. Dieser Prozess kann bis zu 30 Stunden dauern, währenddessen die Maschine steht.
- Es sind Harzsysteme entwickelt worden, welche die Aushärtung mittels UV-Strahlung erlauben. Ein derartiges Harzsystem ist beispielsweise aus der
US 4,992,489 bekannt. Hier wird ein Epoxidharzsystem beschrieben, welches durch Induktionswärme aushärtbar ist. Das Harzsystem umfasst ein Silicagefülltes Epoxidharz mit geringer Viskosität, welchem ein Eisenoxid- oder Stahlpulver oder eine Mischung daraus beigemischt wird. - Nachteilig an bekannten Harzsystemen sind dabei insbesondere die schlechte Haftung der Versiegelung auf der thermisch gespritzten Oberfläche der Trockenzylinder sowie die mangelhaften Eigenschaften in Bezug auf schmutzabweisendes Verhalten der Versiegelungen.
- Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung, die Stillstandszeiten bei Versiegelungen in der Faserbahnmaschine zu verkürzen und dadurch die Unkosten durch Maschinenstillstände zu senken.
- Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dem Epoxidharz Beimengungen von Stoffen aus der Familie der ferromagnetischen Metalle und/oder der Ferrite und/oder Kohlenstoff zuzusetzen. Die genannten Stoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie induktiv erhitzt werden können, so dass die Aushärtung der Versiegelung durch ein magnetisches Feld erfolgen kann. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Verfahrensschritte: i) in Rotation versetzen der Walze, ii) Aufbringen einer Versiegelungsschicht auf eine Oberfläche der Walze, iii) Aushärten der Versiegelungsschicht durch Eintrag von Energie.
- Weitere vorteilhafte Maßnahmen und weiterführende Aspekte der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Bevorzugt können die Beimengungen ausgewählt sein aus Stahlpulver, verschiedenen Eisenoxiden wie Fe2O3, Fe3O4, Aluminiumpulver o.ä. sowie Mischungen daraus. Die genannten Stoffe sind kommerziell kostengünstig erhältlich und einfach verarbeitbar.
- Vorteilhafterweise kann der Eintrag von Energie durch Anlegen eines Magnetfeldes erfolgen, wodurch die Beimengungen in der Epoxidharzmischung erhitzt werden. Dies erlaubt eine erheblich verkürzte Aushärtungszeit, da die gesamte Beschichtung gleichmäßig durchwärmt wird.
- Besonders bevorzugt kann das Erhitzen durch eine Induktionsheizvorrichtung erfolgen. Diese wirkt mit den ferromagnetischen, ferritischen oder kohlenstoffartigen Partikeln durch Induktion eines Magnetfeldes zusammen.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann das Aufbringen der Versiegelungsschicht mittels einer Sprühdüse erfolgen, durch welche die Epoxidharzmischung mit den Beimengungen auf die Oberfläche der Walze aufgetragen wird.
- Vorteilhafterweise können die Induktionsheizvorrichtung und die Sprühdüse entlang einer Längsachse der Walze verschieblich angeordnet sein. Dadurch kann in einfacher Weise in der Faserbahnmaschine eine vollflächige Beschichtung der Walzenoberfläche erfolgen, ohne besondere bauliche Maßnahmen treffen oder die Walze ausbauen zu müssen.
- Das Aufbringen und das Aushärten der Versiegelungsschicht erfolgen somit in einer spiraligen Art über zumindest einen Teil der Oberfläche der Walze, bevorzugt über die gesamte Oberfläche der Walze.
- Die Walze kann weiteren Behandlungen wie beispielsweise Schleifen der Oberfläche in Vorbereitung für die Beschichtung und/oder nach Aushärten derselben unterzogen werden, um die Qualität weiter zu steigern.
- Die Versiegelungsschicht ist bevorzugt auf einer thermischen Spritzschicht ausgebildet.
- Gemäß vorteilhaften Ausführungsvarianten kann die thermische Spritzschicht auf einem Walzenkern mittels HVOF oder Flammspritzen aufgetragen sein.
- Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine stark schematisierte Darstellung einer Walze während eines Härtungsvorgangs, und -
2 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung durch den Randbereich der Walze aus1 . - In
1 ist stark schematisiert eine Vorrichtung1 in ihren wesentlichen Komponenten dargestellt, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. - Eine Walze
2 , welche zuvor mittels einer nicht weiter dargestellten, aber an sich bekannten Schleifvorrichtung überschliffen worden sein kann, wird beispielsweise durch eine Sprühdüse3 mit einer Versiegelungsschicht7 aus einer Epoxidharzmischung4 versehen. - Die Walze
2 dreht sich kontinuierlich, während die Sprühdüse3 entlang einer Walzenachse verschieblich angeordnet sein kann, wodurch ein kontinuierlicher Auftrag der Epoxidharzmischung4 auf einer spiraligen Linie über die gesamte Oberfläche der Walze2 erfolgen kann. - Der Epoxidharzmischung
4 sind Stoffe zugesetzt, welche in der Epoxidharzmischung4 homogen feinverteilt sind und der Familie der ferromagnetischen Metalle und/oder - der Ferrite angehören. Auch Kohlenstoff kann allein oder in einer Mischung mit den vorstehend genannten Stoffen zum Einsatz kommen. Geeignete Beimengungen sind beispielsweise Stahlpulver, verschiedene Eisenoxide wie Fe2O3, Fe3O4, Aluminiumpulver o.ä. sowie Mischungen daraus.
- Der Sprühdüse
3 nachgeordnet ist eine Induktionsheizvorrichtung5 , welche Energie6 in Form eines magnetischen Feldes in die Versiegelungsschicht7 einbringt. Das Magnetfeld heizt die in der Epoxidharzmischung4 vorhandenen ferromagnetischen, ferritischen Stoffe und/oder den Kohlenstoff auf, wodurch ein erheblich schnellerer und effektiverer Aushärtungsprozess in Gang gesetzt werden kann. - Die Temperatur kann dabei in einem weiten Bereich über die Leistung und Intensität des Magnetfeldes, somit über den Eintrag an Energie
6 gesteuert werden. Die typische Heizdauer liegt dabei bei ca. 5 Stunden, die Temperaturen im Bereich zwischen 120° und 400°. - In
2 ist stark schematisiert ein Ausschnitt aus einem Randbereich der Walze2 gemäß1 dargestellt. - Die Walze
2 weist dabei vorzugsweise einen metallischen Walzenkern8 auf, welcher mit einer thermischen Spritzschicht9 versehen ist. Derartige Spritzschichten9 werden durch geeignete Verfahren wie HVOF oder Flammspritzen auf den Walzenkern8 aufgebracht und mittels einer Schleifvorrichtung auf einen geeigneten Oberflächenrauhigkeitswert geschliffen. - Abschließend wird die Versiegelung
7 aufgebracht und gemäß vorstehendem Verfahren einfach und schnell ausgehärtet. Eine weitere Bearbeitung wie Schleifen oder Polieren kann nach dem Aushärten erfolgen. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- US 4992489 [0006]
Claims (11)
- Verfahren zum Versiegeln einer Walze (
2 ), insbesondere einer Trockenwalze zur Anwendung in einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wie einer Papier- oder Kartonbahn, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: i) in Rotation versetzen der Walze (2 ), ii) Aufbringen einer Versiegelungsschicht (7 ) auf eine Oberfläche der Walze (2 ), iii) Aushärten der Versiegelungsschicht (7 ) durch Eintrag von Energie (6 ), wobei die Versiegelungsschicht (7 ) eine Epoxidharzmischung (4 ) mit Beimengungen von ferromagnetischen Stoffen und/oder ferritischen Stoffen und/oder Kohlenstoff umfasst. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimengungen ausgewählt sind aus Stahlpulver, verschiedene Eisenoxide wie Fe2O3, Fe3O4, Aluminiumpulver oder Mischungen daraus.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrag von Energie (
6 ) durch Anlegen eines Magnetfeldes erfolgt, wodurch die Beimengungen in der Epoxidharzmischung (4 ) erhitzt werden. - Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen durch eine Induktionsheizvorrichtung (
5 ) erfolgt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Versiegelungsschicht (
7 ) mittels einer Sprühdüse (3 ) erfolgt, durch welche die Epoxidharzmischung (4 ) mit den Beimengungen auf die Oberfläche der Walze (2 ) aufgetragen wird. - Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizvorrichtung (
5 ) und die Sprühdüse (3 ) entlang einer Längsachse der Walze (2 ) verschieblich angeordnet sind. - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen und das Aushärten der Versiegelungsschicht (
7 ) in einer spiraligen Art über zumindest einen Teil der Oberfläche der Walze (2 ) erfolgt, bevorzugt über die gesamte Oberfläche der Walze (2 ). - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Verfahrensschritt ein oder mehrere Schleifvorgänge vorgesehen sind, welche zwischen den Verfahrensschritten i) und ii) und/oder nach Verfahrensschritt iii) ausführbar sind.
- Walze für eine Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche.
- Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelungsschicht (
7 ) auf einer thermischen Spritzschicht (9 ) ausgebildet ist. - Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Spritzschicht (
9 ) auf einem Walzenkern (8 ) mittels HVOF oder Flammspritzen aufgetragen ist.
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2012
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