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Die Erfindung geht aus von einem Pressmantel, insbesondere für eine Pressvorrichtung zur Behandlung einer Faserstoffbahn, z.B. zu deren Glättung oder Entwässerung, im Einzelnen gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Die Erfindung betrifft auch eine Presswalze, eine Schuhpresse und die Verwendung eines Pressmantels in einer solchen, im Einzelnen gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.
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Pressenvorrichtungen wie Schuhpressen sind seit langem Bestandteil moderner Papiermaschinen. Sie umfassen im Wesentlichen einen stationär angeordneten Schuh (auch Pressschuh genannt), welcher sich in einer Maschinenquerrichtung erstreckt und einen um den stationären Schuh umlaufenden Pressmantel. Letzter ist verformbar und nimmt im Betrieb im Wesentlichen eine rohrförmige Form an. Der Schuh ist so geformt, dass er mit einer Gegenwalze einen Pressnip (Pressspalt) bildet. Der Pressnip ist durch die Anlagefläche der Gegenwalze im Schuh definiert. Der Schuh ist beweglich ausgeführt und kann an die Gegenwalze bewegt werden.
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An den Pressmantel werden enorme Anforderungen in Bezug auf seine Stabilität gestellt, nämlich hinsichtlich Oberflächenhärte, Beständigkeit gegen Druck, Temperatur und Hydrolyse. Der Pressmantel ist zudem während des Betriebs starken Biegewechselbelastungen ausgesetzt. Beim Einlaufen am Schuhrand - in Drehrichtung des Pressmantels gesehen vor dem Pressnip - erfolgt zunächst eine Biegung unter einem verhältnismäßig kleinen Radius. Diese geht sofort in eine gegenläufige Biegung beim Durchlaufen des Pressnips über. Beim Auslaufen am anderen Schuhrand, also - in Drehrichtung des Pressmantels gesehen nach dem Pressnip - erfolgt wieder eine gegenläufige Biegung. Diese Verformung des Pressmantels beim Ein- und Auslaufen wird auch als Wechselnip bezeichnet. Es ist leicht ersichtlich, dass die Neigung des Pressmantels, besonders an dieser Stelle zu brechen, durch die hohe mechanische Beanspruchung sehr groß ist. Entsprechend sind aus dem Stand der Technik viele Maßnahmen bekannt, die die Stabilität des Pressmantels erhöhen sollen.
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Der Pressmantel muss somit ausreichend flexibel sein, damit er sich um den Schuh führen lässt, er muss ausreichend steif sein, damit er sich im Nip unter der Presslast nicht zu stark verformt oder komprimiert, und er muss ausreichend verschleißfest sein. Pressmäntel bestehen deshalb aus einer ein- oder mehrlagigen Polymerschicht, bevorzugt aus Polyurethan, in die Verstärkungsfäden in Form von Gelegen oder Geweben eingebettet sein können.
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Die vorliegende Erfindung betrifft derartige eingangs genannte, gattungsgemäße Gegenstände.
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Aus dem Stand der Technik bekannte mehrschichtige Pressmäntel neigen im bestimmungsgemäßem Betrieb zu einem vorzeitigen Ausfall infolge einer - oft nur lokalen - Ablösung einer der Polymerschichten. Dies führt in der Praxis zu ungeplanten Stillständen der Pressvorrichtung und damit zu erhöhten, kostspieligen Ausfallzeiten. Im Betrieb solcher Pressmäntel können auch lokale Überbelastungen im Nip der Pressvorrichtung entstehen. Dies ist dann der Fall, wenn bei einem sogenannten Batzendurchgang ein Fremdkörper durch den Nip geht. Eine solche Überbelastung kann ebenfalls zu derartigen Ablösungen führen.
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Es ist entsprechend Aufgabe der Erfindung, einen Pressmantel anzugeben, welcher die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll eine Ablösung der einzelnen Polymerschichten vermieden, die Lebensdauer eines derartigen Pressmantels vergrößert sowie die Stillstandszeiten einer mit einem solchen Pressmantel ausgestatteten Pressvorrichtung reduziert werden. Diese Aufgabe soll auch für eine Presswalze, eine Schuhpresse und die Verwendung eines Pressmantels in einer solchen gelöst werden.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Besonders bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Die Erfinder haben erkannt, dass eine Ablösung der einzelnen Polymerschichten vermieden werden kann, wenn als Vernetzer der wenigstens einen Polymerschicht ein Amin mit sterischer Hinderung verwendet wird und/oder das Amin Gruppen oder Atome enthält, die die Fähigkeit haben Elektronen anzuziehen. Sterische Hinderung bezeichnet in der Chemie den Einfluss der räumlichen Ausdehnung eines Moleküls auf den Verlauf der Reaktion. Die sterische Hinderung ergibt sich durch die zusätzlichen Nebenarme des erfindungsgemäßen Amin-Moleküls. Gruppen oder Atome, die eine Fähigkeit aufweisen, Elektronen anzuziehen, diese jedoch nicht auszulösen, reduzieren die Elektronendichte auf dem entsprechenden Ring. Ein Beispiel hierfür sind Halogene, wie Chlor. Dieser Effekt verringert die chemische Reaktivität des Polymers wie die sterische Hinderung ebenfalls. Beide Lösungen können separat für sich oder in Kombination angewendet werden. Erst der Einsatz derart modifizierter Amine, wie 4,4'-Methylenebis(3-Chloro-2,6-Diethylaniline) (MCDEA), Dimethylthiotoluenediamine (DMTDA), Methylenebis-o-ethylanaline (MBOEA) bringt diese überragenden Vorteile.
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Denn es hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Amin vor allem mehrschichtige Pressmäntel nicht nur einfacher hergestellt werden können, sondern auch verbesserte Eigenschaften aufweisen, was auch die Ablösung einzelner Polymerschichten angeht. Schälversuche, bei denen zwei aufeinander liegende Polymerschichten gezielt voneinander abgezogen wurden, zeigten einen deutlich größeren Widerstand gegen das Ablösen als bisher bekannte Pressmäntel. Überraschenderweise zeigte sich bei den Versuchen, dass erfindungsgemäße Pressmäntel zugleich eine erhöhte Schlagzähigkeit aufwiesen. Hierdurch können die von Batzendurchgängen ausgelösten Schädigungen vermindert werden.
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Unter einem Pressmantel im Sinne der Erfindung ist ein Band, Schlauch oder ein Mantel zu verstehen, das/der wie dargestellt, zusammen mit einer Faserstoffbahn durch den Pressnip einer Schuhpresse geführt wird. Zur Entwässerung der Faserstoffbahn kann im bestimmungsgemäßen Betrieb die radial äußerste Oberfläche (Polymerschicht) des Pressmantels mit einem Pressfilz in Kontakt kommen, von dem die zu entwässernde Faserstoffbahn direkt getragen wird. Je nach Ausführungsform der Presseinrichtung kann z.B. zur Glättung dieser der Pressmantel im bestimmungsgemäßen Betrieb auch direkt mit der Faserstoffbahn in Kontakt kommen. Der Pressmantel ist dabei als ein in Umfangsrichtung um dessen Längsachse endloser, geschlossener Mantel (Schlauch) ausgeführt. An seinen axialen Enden ist er - in Breitenrichtung gesehen (entlang der Längsachse) - offen. Damit kann der Pressmantel an diesen axialen Enden von zwei seitlichen Spannscheiben gehalten werden, um die Schuhpresswalze zu bilden. Anstatt der Führung durch die beiden seitlichen Spannscheiben kann der Pressmantel, wie es bei offenen Schuhpressen der Fall ist, über den Pressschuh und mehrere Leitwalzen geführt werden. Unabhängig davon, ob der Pressmantel von den Spannscheiben oder den Leitwalzen geführt ist, gelangt der Pressschuh (bzw. die Leitwalzen) mit einem Teil der radial innersten Oberfläche des Pressmantels (zeitweise) in Kontakt. Die radial äußerste Oberfläche eines solchen Pressmantels, also z.B. die radial äußerste Polymerschicht desselben kann mit Rillen und/oder Blindbohrungen versehen sein.
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Mit Längsrichtung ist jene Richtung gemeint, die parallel zur Längsachse des Pressmantels verläuft. Die Längsachse entspricht zugleich der Symmetrie- oder Drehachse des fertigen Pressmantels bzw. der Presswalze. Die Umfangsrichtung des Pressmantels verläuft um dessen radiale Begrenzung gesehen um die Längsachse herum. Der Begriff parallel schließt auch jene Winkelabweichungen zweier in unterschiedlichen Ebenen liegender Verstärkungsfäden von +/- 5° zueinander ein.
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Der Pressmantel bzw. die wenigstens eine Polymerschicht kann teilweise oder vollständig aus einem Polymer hergestellt sein. Als Polymer kann dabei ein gießbares, aushärtbares, bevorzugt elastomeres Polymer wie Polyurethan eingesetzt werden. Das Polymer kann folglich als Gießelastomer eingestellt sein.
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Mit Polymerschicht ist eine Schicht gemeint, die ein solches gießbares, aushärtbares, bevorzugt elastomeres Polymer umfasst oder vollständig daraus hergestellt ist. Bevorzugt kann die Polymerschicht eine einteilig durch Urformen hergestellte, ausgehärtete Schicht sein. Anders ausgedrückt ist diese monolithisch urgeformt, also durch z.B. Gießen hergestellt. Der Begriff einteilig schließt auch Fälle ein, in denen die eine Schicht wiederum beim Gießen des Polymers aus mehreren Lagen gleichen Materials hergestellt wurde. Dies jedoch nur insoweit wie diese Lagen nach dem Aushärten im Wesentlichen nicht mehr sichtbar sind, sondern sich eine einzige, bevorzugt einheitliche Schicht ergibt. Selbiges gilt entsprechend für den fertigen Pressmantel.
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Bei Vorsehen mehrerer Polymerschichten können diese in Radialrichtung gesehen - zumindest abschnittsweise über die Breite des Pressmantels - übereinander angeordnet sein. Zumindest abschnittsweise über der Breite des Pressmantels bedeutet, dass der Pressmantel z.B. an dessen axialen Enden entlang der Längsachse des Pressmantels nur einschichtig ist, wohingegen er zwischen den axialen Enden zwei- oder mehrschichtig ausgebildet ist. Die Polymerschichten können sich jedoch auch über die gesamte Breite des Pressmantels erstrecken. Auch kann die Dicke des Pressmantels - und somit die Dicke der einzelnen Polymerschichten - in einem Schnitt durch dessen Längsachse abschnittsweise entlang der Längsachse variieren. So kann z.B. die radial äußerste Polymerschicht im Bereich der Breitenränder des Pressmantels geringer sein als in der Mitte des Pressmantels. Anders ausgedrückt kann im Bereich der Breitenränder die radial äußerste Polymerschicht weniger dick sein als eine radial innere oder radial innerste Polymerschicht. Bevorzugt ist/sind genau eine, zwei oder drei Polymerschichten vorgesehen. Diese können hinsichtlich ihres Polymers identisch ausgeführt sein oder hinsichtlich ihrer Härte oder Stöchiometrie des Präpolymers variieren. Eine Gesamtdicke des fertigen Pressmantels in einem Schnitt durch die Längsachse desselben in Radialrichtung gemessen kann 5 bis 10 mm, bevorzugt 5 bis 7, besonders bevorzugt 5 bis 6 mm betragen. Gemäß der Erfindung kann bei Vorsehen einer einzigen Schicht der Pressmantel aus nur einem Guss, d.h. monolithisch hergestellt sein, sodass die einzige Schicht die eben genannte Dicke aufweist.
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Ein fertiger Pressmantel im Sinne der Erfindung ist ein solcher, dessen wenigstens eine Polymerschicht ausgehärtet und eventuell abschließend bearbeitet, also für den eingangs genannten Zweck in z.B. einer Schuhpresse einsatzbereit ist. Analog ist mit fertiger Polymerschicht eine Schicht gemeint, die ausgehärtet ist.
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Unter einem Verstärkungsfaden im Sinne der Erfindung wird ein biegeschlaffes, textiles Liniengebilde verstanden, das eine dominierende Erstreckung und eine Gleichmäßigkeit in seiner in Längsrichtung aufweist.
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Mit dem Begriff Verstärkungsstruktur im Sinne der Erfindung ist eine Verstärkung der wenigstens einen, das Polymer enthaltenden oder aus diesem bestehenden Schicht - also der Polymerschicht - gemeint. Dabei kann die Verstärkungsstruktur vollständig in die Polymerschicht eingebettet sein, sodass die Verstärkungsstruktur nicht über die Begrenzung der Polymerschicht hinausgeht. Anders ausgedrückt übernimmt die Polymerschicht die Rolle einer Matrix, welche die Verstärkungsstruktur umgibt und infolge von Adhäsions- oder Kohäsionskräften an die Matrix bindet. Eine solche Verstärkungsstruktur kann textile Liniengebilde - z. B. Garne oder Zwirne - und/oder textile Flächengebilde - wie z. B. Gewebe, Gewirke, Gestricke, Geflechte oder Gelege -umfassen und aus einem entsprechenden Ausgangsmaterial, z.B. durch Wickeln herstellbar sein. Anders ausgedrückt, ist ein einzelner erfindungsgemäßer Verstärkungsfäden für sich betrachtet ein textiles Liniengebilde. Mehrere solcher Verstärkungsfäden können so, z.B. als Längs- und/oder Umfangsfäden ausgeführt sein, dass sie zusammen ein textiles Flächengebilde bilden. Der wenigstens eine Verstärkungsfaden, der in die wenigstens eine Polymerschicht eingebettet wird, stellt dann die Verstärkungsstruktur des Pressmantels bzw. dessen Polymerschicht dar.
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Unter Ausgangsmaterial wird jenes Material oder Halbzeug verstanden, mittels dem die Verstärkungsstruktur des erfindungsgemäßen fertigen Pressmantels hergestellt wird. So sind die genannten Verstärkungsfäden Ausgangsmaterial der Verstärkungsstruktur.
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Die Definition, dass zumindest die Längsfäden als erfindungsgemäße Verstärkungsfäden hergestellt sind, bedeutet dass nur die Längsfäden so ausgeführt sind oder zusätzlich die Längsfäden und mindestens ein weiterer Umfangsfaden so hergestellt sind. Wenn bevorzugt z.B. ein Gelege aus Umfangs- und Längsfäden vorliegt, dann heißt dies, dass mindestens die Längsfäden erfindungsgemäß ausgeführt sind.
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Im Sinne der Erfindung ist mit einer Pressvorrichtung beispielsweise eine Schuhpresse z.B. zur Entwässerung oder Behandlung, wie Glättung einer Faserstoffbahn gemeint. Die Schuhpresse umfasst eine Schuhpresswalze und eine Gegenwalze, die zusammen einen Pressnip ausbilden oder begrenzen. Die Schuhpresswalze umfasst ferner einen umlaufenden Pressmantel und ein stehendes Presselement, den sogenannten Pressschuh. Letzterer stützt sich auf einem tragenden, ebenfalls stehenden Joch ab - beispielsweise über hydraulische Presselemente - und wird an den umlaufenden Pressmantel angedrückt. Der Pressmantel umläuft relativ zu dem feststehenden Pressschuh und Joch und wird dadurch im Pressnip an die Gegenwalze gepresst. Pressschuh und Joch sind radial innerhalb des Pressmantels angeordnet. Unter dem Begriff stehend wird verstanden, dass das Presselement nicht relativ zu der Schuhpresswalze oder der Gegenwalze umläuft, sich jedoch translatorisch - auf die Gegenwalze zu und von ihr weg, bevorzugt in Radialrichtung dieser - und damit relativ zu der Gegenwalze bewegen kann. Zusätzlich zur Faserstoffbahn und dem Pressmantel können ein oder mehrere in Umfangsrichtung endlos umlaufende Pressfilze und/oder weitere endlos umlaufende Pressbänder durch den Pressnip der Schuhpresse geführt werden. Eine solche Schuhpresse kann selbstverständlich mehr als einen Pressnip umfassen.
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Unter einer Faserstoffbahn im Sinne der Erfindung ist ein Gelege bzw. Gewirre von Fasern, wie Holzfasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Zusatzstoffen, Additiven oder dergleichen zu verstehen. So kann die Faserstoffbahn beispielsweise als Papier-, Karton- oder Tissuebahn ausgebildet sein. Sie kann im Wesentlichen Holzfasern umfassen, wobei geringe Mengen anderer Fasern oder auch Zusatzstoffe und Additive vorhanden sein können. Dies bleibt je nach Einsatzfall dem Fachmann überlassen.
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Wenn gemäß der Erfindung davon die Rede ist, das etwas aus einem Stoff hergestellt ist, dass ist damit gemeint, dass es teilweise oder vollständig aus einem solchen Stoff hergestellt ist.
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Die Erfindung betrifft auch eine Presswalze, wie Schuhpresswalze, für eine Schuhpresse zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, wobei die Presswalze wenigstens einen erfindungsgemäßen Pressmantel aufweist.
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Auch betrifft die Erfindung eine Schuhpresse zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, bevorzugt einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zellstoffbahn, umfassend eine Presswalze und eine Gegenwalze, die zusammen einen Nip ausbilden oder begrenzen, wobei die Presswalze einen umlaufenden Pressmantel umfasst, wobei der Pressmantel gemäß der Erfindung ausgebildet ist.
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Auch betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Pressmantels für eine Presse, wie Schuhpresse zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, bevorzugt einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zellstoffbahn.
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Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung eines Amins mit einer sterischen Hinderung und/oder mit Gruppen oder Atomen, die die Fähigkeit haben Elektronen anzuziehen, als Vernetzer für ein Polyurethan, das zur Herstellung zumindest eine Polymerschicht eines erfindungsgemäßen Pressmantels dient.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ohne Einschränkung der Allgemeinheit näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine teilgeschnittene, schematische Seitenansicht einer Schuhpresse mit einem Pressmantel gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 2a und 2b Ausführungsformen eines Pressmantels jeweils in einen Schnitt durch dessen Längsachse gesehen;
- 3 eine stark schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung des Pressmantels in einer Seitenansicht;
- 4 eine vereinfachte Darstellung der Moleküle der erfindungsgemäßen Amine.
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In der 1 ist in einer teilgeschnittenen, schematischen Seitenansicht eine Schuhpresse 10 dargestellt, welche vorliegend eine erfindungsgemäße Presswalze, wie Schuhpresswalze 12, und eine Gegenwalze 14 umfasst. Schuhpresswalze 12 und Gegenwalze 14 sind hinsichtlich ihrer Längsachsen parallel zueinander angeordnet. Sie bilden zusammen einen Nip 22 aus oder begrenzen einen solchen.
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Während die Gegenwalze 14 hier aus einer um ihre Längsachse rotierenden zylindrisch ausgestalteten Walze besteht, ist die Schuhpresswalze 12 aus einem Schuh 16, einem diesen tragenden stehenden Joch 18 und einem Pressmantel 20 zusammengesetzt. Schuh 16 und Joch 18 sind in Bezug auf die Gegenwalze 14 bzw. den Pressmantel 20 feststehend angeordnet. Das bedeutet, sie rotieren nicht. Dabei wird der Schuh 16 durch das Joch 18 abgestützt und über nicht dargestellte, hydraulische Presselemente an die radial innerste Oberfläche des relativ dazu umlaufenden Pressmantels 20 angepresst. Der Pressmantel 20, der Schuh 16 und Joch 18 in Umfangsrichtung umgibt, dreht sich dabei um seine Längsachse im entgegengesetzten Drehsinn zu der Gegenwalze 14. Aufgrund der konkaven Ausgestaltung des Schuhs 16 an seiner der Gegenwalze 14 zugewandten Seite ergibt sich ein vergleichsweise langer Nip 22.
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Die Schuhpresse 10 eignet sich insbesondere zur Entwässerung von Faserstoffbahnen 24. Bei dem Betrieb der Schuhpresse wird eine Faserstoffbahn 24 mit einem oder zwei Pressfilzen 26, 26' durch den Pressspalt 22 geführt. Im vorliegenden Fall sind es genau zwei Pressfilze 26, 26', die die Faserstoffbahn 24 sandwichartig zwischen sich aufnehmen. Beim Durchgang durch den Nip 22 wird im Nip 22 auf die Faserstoffbahn 24 durch die Pressfilze 26, 26' mittelbar ein Druck ausgeübt. Dies geschieht dadurch, dass die radial äußerste Oberfläche der Gegenwalze 14 einerseits und die radial äußerste Oberfläche des Pressmantels 20 unmittelbar mit den entsprechenden Pressfilzen 26, 26' in Kontakt kommen. Die aus der Faserstoffbahn 24 austretende Flüssigkeit wird von dem bzw. den Pressfilzen 26, 26' und etwaigen in der Pressmanteloberfläche vorgesehen Vertiefungen (nicht dargestellt) vorübergehend aufgenommen. Nach dem Verlassen des Nips 22 wird die von den Vertiefungen des Pressmantels 20 aufgenommene Flüssigkeit abgeschleudert, bevor der Pressmantel 20 erneut in den Presspalt 22 eintritt. Zudem kann das von dem Pressfilz 26, 26' aufgenommene Wasser nach dem Verlassen des Pressspalts 22 mit Saugelementen entfernt werden.
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Bei einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf die Pressfilze 26, 26' verzichtet werden. In einem solchen Fall ist die Faserstoffbahn 24 einerseits mit dem Pressmantel 20 und andererseits mit der Gegenwalze 14, die gemeinsam einen Pressnip ausbilden, unmittelbar in Kontakt. Letztere kann dann als beheizter Trockenzylinder ausgeführt sein.
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Der in 1 dargestellte Pressmantel kann, wie in den nachfolgenden Figuren dargestellt, gemäß der Erfindung ausgeführt sein.
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In den 2a und 2b sind in einem nicht maßstäblichen, teilweise dargestellten Querschnitt durch die Längsachse 20' des fertigen Pressmantels 20 unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Der Abstand der Längsachse 20' zu der radial innersten Oberfläche der entsprechenden Polymerschicht des Pressmantels 20 ist ebenfalls nicht maßstäblich dargestellt.
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Gemäß der 2a, sind genau zwei Polymerschichten vorgesehen, nämlich eine erste 20.1 und eine zweite 20.2. Im vorliegenden Fall ist die erste Polymerschicht 20.1 zugleich die radial äußerste Polymerschicht des Pressmantels 20. Hingegen ist die zweite Polymerschicht 20.2 zugleich die radial innerste Polymerschicht des Pressmantels 20. Beide Polymerschichten 20.1, 20.2 grenzen in Radialrichtung gesehen unmittelbar aneinander an, d.h. es gibt keine Zwischenschicht zwischen diesen beiden.
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Wie dargestellt, kann in der zweiten Polymerschicht 20.2 eine Verstärkungsstruktur 20" vorgesehen sein. Vorliegend ist diese in die Polymerschicht 20.2 vollständig eingebettet. Dies ist durch die schraffierten Kreise, die textile Flächen- bzw. Liniengebilde wie Fasern sein können, angedeutet. Das bedeutet, dass sich die Verstärkungsstruktur 20" nicht über die Begrenzungen der Polymerschicht 20.2 hinauserstreckt.
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Die Verstärkungsstruktur 20" umfasst hier eine Mehrzahl von als Längsfaden 21.1 dienenden Verstärkungsfäden 21. Diese sind in Längsrichtung des Pressmantels 20 über dessen Umfang mit Abstand und parallel zueinander verlaufend angeordnet. Zusätzlich ist hier zumindest ein weiterer Verstärkungsfaden 21 als Umfangsfaden 21.2 vorgesehen, der bevorzugt innerhalb derselben Polymerschicht 20.1, 20.2, 20.3, in welcher auch die Längsfäden 21.1 angeordnet sind, schraubenlinienförmig in Umfangsrichtung des Pressmantels verläuft. Die Längsfäden 21.1 und der Umfangsfaden 21.2 bilden ein Gelege miteinander aus, nämlich derart, dass die Längsfäden 21.1 radial innerhalb des zumindest einen Umfangsfadens 21.2 - in Bezug auf die Längsachse 20' des Pressmantels 20 gesehen - angeordnet sind.
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Im vorliegenden Falle sind die erste und eine zweite Polymerschicht 20.1, 20.2, aus einem Polyurethan hergestellt. Dieses ist z.B. erhältlich aus einem Präpolymer und einem Vernetzer.
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Die zweite, radial innerste Polymerschicht 20.2 ist vorliegend aus einem Polyurethan hergestellt, das z.B. das erfindungsgemäße sterisch gehinderte Amin und/oder das Amin Gruppen oder Atome enthält, die die Fähigkeit haben Elektronen anzuziehen, umfasst. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass der Pressmantel 20 aus einer einzigen Polymerschicht, in 2a als radial innerste Polymerschicht 20.2 bezeichnet, bestehen könnte.
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2b zeigt in einer Abwandlung zur 2a einen dreischichtigen Pressmantel. Dieser umfasst eine - hier radial äußerste - erste Polymerschicht 20.1, eine radial innerste, dritte Polymerschicht 20.3 und eine zwischen diesen beiden sandwichartig angeordnete zweite Polymerschicht 20.2. Die Anordnung bezieht sich - wie auch in der Darstellung der 2a - ausgehend von der Längsachse 20' des Pressmantels 20 in dessen Radialrichtung gesehen. Vorliegend ist lediglich in der zweiten Polymerschicht 20.2 eine (einzige) Verstärkungsstruktur 20" vorgesehen. Selbstverständlich könnte dies auch anders sein, sodass alternativ oder zusätzlich eine solche Verstärkungsstruktur 20" auch in der ersten Polymerschicht 20.1 und/oder der dritten Polymerschicht 20.3 angeordnet sein könnte.
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Auch hier ist bevorzugt, dass die radial innerste, vorliegend also die dritte Polymerschicht 20.3 aus einem Polyurethan hergestellt ist, das das erfindungsgemäße sterisch gehinderte Amin umfasst und/oder das Amin Gruppen oder Atome enthält, die die Fähigkeit haben Elektronen anzuziehen.
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Die erfindungsgemäßen Vorteile werden besonders gut erzielt, wenn als Isocyanat für die genannten Polymerschichten 20.1, 20.2 und 20.3 der. dargestellten Figuren ein 1,4-Phenylendiisocyanat (PPDI), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Toluol-2,4-diisocyanat (TDI) oder Naphthalen-1,5-diisocyanat (NDI) 1,4- oder 1,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (H6XDI) oder Mischungen und als Polyol Polyether-Polycarbonat-Polyol, ein Polycarbonatpolyol, ein Polytetramethylenetherglycol (PTMEG) oder Mischungen daraus Anwendung finden.
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3 zeigt in einer stark schematisierten Seitenansicht eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Pressmantels 20. Die Vorrichtung weist vorliegend genau einen zylindrischen Wickeldorn 4 auf, wobei hier auf dessen radial äußerste Mantelfläche z.B. ein Ausgangsmaterial 20'" spiralig aufgebracht wird. Das Ausgangsmaterial 20"" bildet nach Einbettung in das Polymer die Verstärkungsstruktur 20" des erfindungsgemäßen fertigen Pressmantels 20.
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Die Darstellung zeigt ein Anfangsstadium des Herstellungsverfahrens. Im vorliegenden Fall ist dazu das eine Ende des Ausgangsmaterials 20'" auf einem Polymer, das auf dem Außenumfang des Wickeldorns 4 angeordnet ist, befestigt. Abgesehen von der gezeigten schematischen Darstellung könnte das eine Ende des Ausgangsmaterials 20'" auch direkt, also unmittelbar auf dem Wickeldorn 4 aufliegen oder aufgebracht werden, ohne dass anfangs zwischen Ausgangsmaterial 20'" und Wickeldorn 4 ein Polymer vorgesehen ist. Das Ausgangsmaterial 20'" kann dabei ein textiles Flächengebilde oder Liniengebilde sein.
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Der Wickeldorn 4 ist um seine Längsachse 20', die der Längsachse des herzustellenden Pressmantels entspricht, rotierbar gelagert. Längsachse 20' verläuft hier senkrecht in die Zeichenebene hinein. Über eine Leitung 5 wird durch eine Gießdüse 6 ein Gießmaterial, wie gießfähiges, aushärtbares elastomeres Polymer, z.B. Polyurethan, von oben auf die radial äußerste Mantelfläche des Wickeldorns 4 bzw. auf das Ausgangsmaterial 20'" gegeben. Ein solches Gießmaterial kann z.B. hinsichtlich seiner Topfzeit und Viskosität derart gewählt werden, dass es beim Gießen nicht vom Wickeldorn 4 heruntertropft. Währenddessen wird der Wickeldorn 4 in Pfeilrichtung um dessen Längsachse gedreht. Gleichzeitig mit dieser Drehung wird die Gießdüse 6 über eine geeignete, in 3 nicht weiter dargestellte Führung parallel zur Längsachse 20' entlang dieser relativ an dem Wickeldorn 4 entlanggeführt. Gleichzeitig mit dem Aufgießen des Gießmaterials wird das Ausgangsmaterial 20'" abgerollt und auf den sich drehenden Wickeldorn 4 zu Wendeln gewickelt. Dabei kann das Gießmaterial durch das Ausgangsmaterial 20'" hindurch bis auf den Wickeldorn 4 gelangen. Das Polymer bildet in diesem Beispiel nach dem Schritt des Aushärtens eine radial innerste und bevorzugt elastomere Polymerschicht, die der Polymerschicht 20.2 des Pressmantels aus 2a entspricht, wovon in 3 nur ein Teil gezeigt ist.
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Das aus der Gießdüse 6 austretende Gießmaterial ist vorliegend ein Gemisch aus einem Präpolymer und einem Vernetzer. Ersteres wird aus einem nicht gezeigten Präpolymer-Behälter bereitgestellt, in dem es gespeichert oder angerührt wird. Das Präpolymer ist ein Reaktionsprodukt aus einem erfindungsgemäßen Isocyanat und einem Polyol. In dem Präpolymer-Behälter kann es zum Beispiel in Form eines Präpolymers aus den eben genannten Stoffen vorliegen.
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Der Vernetzer kann in einem Vernetzer-Behälter bereitgestellt werden.
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Präpolymer-Behälter und Vernetzer-Behälter sind der Vorrichtung zur Herstellung eines Pressmantels 20 zugeordnet. Sie sind über ebenfalls nicht dargestellte Leitungen strömungsleitend mit einer der Gießdüse 6 in Strömungsrichtung vorgeschalteten Mischkammer (nicht dargestellt) verbunden. Das Präpolymer-Vernetzer-Gemisch wird also stromauf und außerhalb der Gießdüse 6 hergestellt, also in der Mischkammer gemischt. Unabhängig von der Herstellung des Gemisches wird dieses dann auf die Oberfläche des Wickeldorns 4 zum Bilden der zumindest einen Polymerschicht des Pressmantels 20 aufgebracht.
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Prinzipiell wäre es denkbar, dass zwei oder mehr Gießdüsen 6 vorgesehen sein könnten. Diese könnten über entsprechenden Leitungen an separate Präpolymer- und Vernetzer-Behälter angeschlossen sein, um voneinander unabhängig auch unterschiedliche Polymere zu der Mehrzahl der Geißdüsen 6 zuzuführen. Die Gießdüsen 6 könnten dann entlang der Längsachse des Pressmantels 20 mit Abstand zueinander angeordnet sein, um mehrere Polymerschichten 20.1, 20.2, 20.3 durch gleichzeitiges Ausbringen des Polymers aus den Gießdüsen 6 simultan, in einem Guss herzustellen.
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Mittels eines solchen kontinuierlichen Gießvorgangs, der auch als Rotationsguss bekannt ist, wird also nach und nach über die Breite des Wickeldorns 4 ein endloser, um dessen Längsachse 20' in sich geschlossener zylinderrohrförmiger Pressmantel 20 hergestellt, dessen Innenumfang im Wesentlichen dem Außenumfang des Wickeldorns 4 entspricht.
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Grundsätzlich wäre es denkbar das Ausgangsmaterial 20"' auf mehr als den einen in 3 gezeigten Wickeldorn 4 zu wickeln. Beispielsweise könnten zwei Wickeldorne vorgesehen sein, die parallel hinsichtlich ihrer Längsachsen mit Abstand zueinander angeordnet sein könnten. Alternativ wäre es auch denkbar, das Polymer auch auf die radial innere Mantelfläche des Wickeldorns 4, z.B. nach Art des Schleuderns, aufzubringen. Unabhängig von der angesprochenen Ausführungsform wird der fertige Pressmantel 20 schließlich von dem wenigstens einen Wickeldorn 4 abgenommen.
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Wie in der 3 dargestellt, ist der Pressmantel 20 gemäß der Erfindung ausgeführt.
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Obwohl dies nicht in den Figuren dargestellt ist, könnte die Verstärkungsstruktur 20" der wenigstens einen Polymerschicht 20.1, 20.2 auch aus mehreren, in Radialrichtung übereinander gelegten, je in Längsachsenrichtung und in Umfangsrichtung des Pressmantels 20 verlaufenden Ausgangsmaterialien 20"' aufgebaut sein.
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In 4 sind die einzelnen Moleküle der erfindungsgemäßen, sterisch gehemmten Amine dargestellt. Es sind jeweils die Substituenten, die zu der verringerten chemischen Reaktivität führen, eingekreist gezeichnet. Das Molekül DMTDA weist zusätzlich dazu Gruppen oder Atome auf, die die Fähigkeit haben Elektronen anzuziehen. Im vorliegenden Fall handelt es sich um Halogene, hier Chlor (Cl).
