DE19957644C2 - Korona-Walze mit verbesserter Imprägnierung - Google Patents
Korona-Walze mit verbesserter ImprägnierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Walze, aufweisend einen zylindrischen
Grundkörper, auf dem mindestens eine Plasmaspritzschicht aus einem dielektrischen
Werkstoff aufgebracht ist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Walzen der genannten Art sind aus sogenannten "Korona-Anlagen"
bekannt. Mit einer sogenannten Korona-Behandlung in Luftatmosphäre
werden Oberflächen von Bahnen (Papier, Folie etc.) und anderen
Werkstücken mit den Kurzschlußfunken einer elektrischen Entladung in
den obersten Atomlagen verändert (Veröffentlichung der SOFTAL
electronic GmbH, König-Georg-Stieg 1, D-21107 Hamburg:
"Koronabehandlung in der Praxis"). Diese Veränderung (z. B. Oxidation)
führt aufgrund der Zunahme der Oberflächenenergie (Hydrophilierung) zu
einer verbesserten Benetzbarkeit durch Flüssigkeiten und zu einer
Verbesserung der Haftung von Beschichtungen (Klebern, Farben, Lacken
etc.). Eine Korona-Anlage besteht im wesentlichen aus einem
Hochfrequenzgenerator sowie einem Elektrodensystem, welches in einem
definierten Abstand, zu einer geerdeten Trägerwalze angebracht ist. Die
Generatorleistung wird über das Elektrodensystem auf die Oberfläche der
zu behandelnden Materialbahn entladen, welche die Korona-Station
zwischen Elektrode und Trägerwalze passiert. Bei den Elektrodensystemen
unterscheidet man grundsätzlich 2 Varianten, deren Einsatz von der
elektrischen Leitfähigkeit der Materialbahn abhängt. Für nichtleitende
Materialbahnen (z. B. Kunststoff, Papier) werden Metallelektroden
eingesetzt. Die leitfähige Trägerwalze ist bei dieser Variante mit einer
dielektrischen Beschichtung (z. B. Silikon, Glasfasergewebe oder Keramik
ummantelt, welches zur Erlangung einer gleichmäßigen, homogenen
Funkenentladung unerläßlich ist.
Das Dielektrikum auf den Trägerwalzen unterliegt einem Verschleiß durch
mechanische und thermische Beschädigungen. Die Häufigkeit der
Neubeschichtung wird jdoch durch die Wahl des dielektrischen Werkstoffs
entscheidend beeinflußt. Hierfür stehen im wesentlichen drei Werkstoffe,
nämlich Aluminiumoxid, Glasfaserverbundwerkstoff und Silikongummi, zur
Auswahl. Andere Dielektrika haben sich in der Praxis als ungeeignet
erwiesen.
Aluminiumoxid ist nach dem heutigen Stand der am häufigsten
angewendete keramische Werkstoff aufgrund der hohen Oberflächenhärte
und des ebenfalls hohen Dielektrizitätsfaktors. Das Aluminiumoxid wird
bevorzugt durch Thermisches Spritzen in Schichtdicken bis 2 mm
aufgetragen. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die
Aluminiumoxidbeschichtung, bedingt durch die Restporösität, Kanäle bis
zum Grundkörper aufweist. Mit dünnflüssigen, lösungshaltigen
Harzaufbereitungen kann diese Restporösität oberflächlich nach bekannten
Methoden aus der Lackiertechnik geschlossen und somit eine dielektrische
Eigenschaft erreicht werden. Im Betrieb jedoch kann dieser nur an der
Oberfläche dichtende Harzaufbereitungsfilm infolge von Teilentladungen
und Wärmeeinwirkung in den tiefer liegenden, nicht verschlossenen Poren
wieder punktuell geöffnet werden. Dies führt zwangsläufig zum punktuellen
Verlust der dielektrischen Eigenschaften und zu einem Ausfall der
Koronawalze.
Daher werden heute aus Kosten- und Herstellungsgründen, vor allem bei
Trägerwalzen mit großer Ballenbreite, Silikongummi und GFK zur
Beschichtung verwendet. Diese Beschichtungen können erhebliche
Nachteile in der Produktion haben:
- - Beide sind nicht schnittfest, bei Einschnitten ist die Durchschlagsfestigkeit analog zur Aluminiumoxidbeschichtung nicht mehr gewährleistet und die gratartigen Ränder des Schnittes beschädigen das Produkt (z. B. Folie, Papier etc.) bzw. führen zu sogenannten Rückseiteneffekten an den nichtleitenden Materialbahnen.
- - Silikon hat eine starke Haftneigung, die u. a. in der Folienproduktion ungleichmäßiges Ablaufen der Folie von der Walze zur Folge hat.
- - Silikon zeigt eine starke elektrostatische Aufladung der Produktbahnen (u. a. bei Folien), die u. U. auch zu Rückseiteneffekten führt.
- - Beide haben eine niedrige Standzeit. Dadurch sind häufige Maschinenstillstände notwendig.
- - Aus der hohen Dichte und der hohen Beschichtungsstärke (in der Regel mindestens 10 mm) des Silikons resultiert eine hohe Massenträgheit und Geometrieveränderung der Walze, was ebenfalls in der Folge größer dimensionierte Antriebe und Lagerungen bedeutet.
- - Die insbesondere im Vergleich zur GFK-Walze hohe Dielektrizitätskonstante erlaubt einen kurzen Elektrodenabstand. Daraus leitet sich direkt ein geringerer Energieverbrauch ab.
In der DE-C-28 46 474 wird ein elektrostatischer Drucker beschrieben,
dessen Walze aus einem Zylinder aus Stahl oder Aluminium besteht. Die
Walze wird dielektrisch beschichtet, wobei bevorzugt anodisch
behandeltes Aluminiumoxid verwendet wird.
Die DE-C-44 18 517 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer
Verschleißschicht. Diese Verschleißschicht besteht aus einem
keramischen Werkstoff und wird im Vakuum mittels Schmierstoff mit einer
nachfolgenden Druckbeauftragung imprägniert.
In RÖMPP Lexikon Chemie, 10. Auflage, wird allgemein die Imprägnierung
als das Durchtränken poröser Stoffe beschrieben.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
Dielektrikum auf Walzen für Korona Anlagen mit höherer Standfestigkeit
bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Walze der eingangs
genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, die mindestens eine
Schicht zu einer Tiefe von mindestens 20% der Schichtdicke mit einem
polymerisierbaren Kunstharz infiltriert ist und und wobei der Flächenanteil
des keramischen Werkstoffs auf der äußeren Oberfläche der infiltrierten
Schicht (4) mindestens 30% der geometrischen Oberfläche beträgt.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Walze für Korona Anlagen,
aufweisend einen zylindrischen Grundkörper, auf dem mindestens eine
Schicht aus einem dielektrischen Werkstoff aufgebracht ist, wobei die
mindestens eine Schicht im wesentlichen einen elektrisch isolierenden
keramischen Werkstoff enthält, ein- oder mehrlagig und mindestens 0,1 mm
dick ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Schicht zu
einer Tiefe von mindestens 20% der Schichtdicke mit einem
polymerisierbaren Kunstharz infiltriert ist und und wobei der Flächenanteil
des keramischen Werkstoffs auf der äußeren Oberfläche der infiltrierten
Schicht (4) mindestens 30% der geometrischen Oberfläche beträgt.
Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Walze bei dem man auf die äußere Oberfläche eines
zylindrischen Grundkörpers eine Schicht aus elektrisch isolierendem
keramischem Werkstoff mittels Plasmaspritzen in einer Schichtdicke von
mindestens 0,1 mm aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß man die
äußere Schicht der beschichteten Walze im Vakuum mit einem
polymerisierbaren Kunstharz infiltriert, wobei man die beschichtete Walze
in einer beheizbaren Vakuumkammer drehbar lagert, das polymerisierbare
Kunstharz soweit in die Vakuumkammer einläßt, daß die beschichtete
Walze ganz oder teilweise mit dem polymerisierbaren Kunstharz benetzt
ist, und die beschichtete und benetzte Walze bei teilweiser Benetzung in
Rotation versetzt, und nachfolgend die entstandene Oberfläche derart
beschleift, daß eine äußere Oberfläche entsteht, die einen Flächenanteil
des keramischen Werkstoffs von mindestens 30% der geometrischen
Oberfläche aufweist.
Besondere Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen
offenbart. Es können auch einzelne oder mehrere der in den
Unteransprüchen offenbarten Merkmale jeweils für sich oder in
Kombination Lösungen der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe
darstellen.
Bevorzugt ist bzw. wird die Schicht zu mindestens 20% über die
Schichtdicke gemessen infiltriert.
Polymerisierbare Kunstharze im Sinne der Erfindung sind solche
synthetische Kunststoffe (vgl. Hans Domininghaus: Die Kunststoffe und
ihre Eigenschaften, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf 1986), die
näherungsweise unter Volumenkonstanz polymerisieren. Es eignen sich
elektrisch isolierende Kunstharze, vorzugsweise Epoxid- und/oder
Polyesterharze, insbesondere sogenannte Elektroisolierharze, wie sie im
Elektromaschinenbau verwendet werden. Solche Harze sind beispielsweise
unter den Handelsnamen Dobeckan® von der Fa. BASF Lacke + Farben
AG, D-20539 Hamburg-Rothenburgsort oder Araldit-Imprägnierharzsystem®
von Ciba Spezialitätenchmie erhältlich. Da die entsprechenden Grundharze
vielfach fest oder sehr hochviskos sind, werden sie häufig in einem
Reaktivverdünner gelöst und/oder erwärmt. Als Reaktivverdünner kann
beispielsweise Vinyltoluol verwendet werden, welches aufgrund seiner
reaktiven Doppelbindung mit in den entstehenden Formstoff einreagiert.
Die Polymerisation wird durch Wärmeeinwirkung begonnen und läuft als
schnelle Kettenreaktion ab, bis ein dreidimensional vernetzter Formstoff
entstanden ist. Vorteilhaft an diesem System ist, daß in den Poren der
Schicht keine Gasentwicklung stattfindet, die durch Schwinden zu
Hohlräumen oder Blasen in der Imprägnierschicht oder durch
Volumenzunahme zu Rissen in der Keramikschicht führen könnte.
Selbstverständlich kann bei entsprechenden Kunststoffen die
Polymerisation auch durch Einwirkung von Licht (UV) initiiert werden.
Gegenstand der Erfindung ist daher ebenfalls die Verwendung von
polymerisierbaren Kunstharzen wie vorstehend beschrieben zur
Beschichtung von Walzen, die eine Plasmaspritzschicht aufweisen.
Erfindungsgemäß findet die Infiltration unter Vakuum statt, vorzugsweise
bei Drücken aus dem Bereich von 1-200 mbar, bevorzugt 1-20 mbar,
besonders bevorzugt 1-5 mbar. Der Druck, bei dem die Infiltration
stattfindet, kann durch den Dampfdruck einer oder mehrerer beteiligter
Komponenten bestimmt sein. Gleichzeitiges Aufheizen, vorzugsweise auf
Temperaturen aus dem Bereich von 120 bis 160°C, beschleunigt die
Polymerisation. Als Reaktivverdünner sind Vinyltoluol und Syrol aufgrund
ihres relativ niedrigen Dampfdruckes von ca. 1 mbar bei 7°C vorteilhaft.
Zur Vakuuminfiltration kann die Walze in einer beheizbaren
Vakuumkammer drehbar gelagert werden. Die Vakuumkammer wird dann
so weit mit Kunstharz gefüllt, daß die Walze ganz oder teilweise in das
Harz eintaucht. Die Walze kann aber auch alternativ in der Vakuumkammer
mit dem Kunstharz besprüht, oder über eine Düsen-Rakel-Einheit
beschichtet werden. Es ist vorteilhaft, die Vakuumkammer vor dem
Beschichten mit Harz auf erheblich kleinere Drücke als 1 mbar zu
evakuieren, um möglichst viel Gas aus den Poren der Plasmaspritzschicht
zu entfernen. Eine technisch sinnvolle Untergrenze ist 0,001 mbar abs, ein
Bereich, der mit Drehschieberpumpen leicht erreichbar ist.
Der Walzengrundkörper ist vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff
oder Metall, üblicherweise Stahl, Edelstahl, Aluminium oder aus einer
Kombination metall-faserverstärkter Kunststoff. Sie kann glatt sein,
gedreht und/oder geschliffen. Ihre äußere Oberfläche kann zylindrisch
oder tonnenförmig gestaltet sein. Die Schichtdicke der mindestens einen
keramikhaltigen Schicht (im folgenden Schicht genannt) ist bevorzugt
größer gleich 0,5 mm, sie liegt besondes bevorzugt im Bereich von 0,8 bis
1,5 mm. Bevorzugt besteht die Schicht im wesentlichen, das heißt zu mehr
als 50, bevorzugt zu mehr als 80, besonders bevorzugt zu mehr als 90 Gew.-%,
aus elektrisch isolierenden keramischen Werkstoffen. Ebenfalls
besonders bevorzugt ist die Schicht mit einem Elektroisoliermedium mit
ebenfalls sehr guten Dielektrizitätseigenschaften infiltriert und dadurch
dielektrisch verschlossen. Elektrisch isolierende keramische Werkstoffe,
die auch aus mehreren Komponenten bestehen können, sind im Sinne der
Erfindung schmelzbare Isolierkeramiken wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid,
Spinelle des Aluminiumoxides und bevorzugt Mullit.
Mullit im Sinne der Erfindung ist eine Aluminiumoxid-Siliziumoxid-
Verbindung, die aus Schmelzen gewonnen wird, hauptsächlich enthaltend
Al2O3 mit 50 oder mehr als 50 Gew.-% (Angaben stets in Gew.-%, falls
nicht anders angegeben) und SiO2 mit 20 oder mehr als 20 Gew.-%.
Bevorzugte Zusammensetzungen enthalten mehr als 25% SiO2 und
weniger als 75% Al2O3. Das Aufbringen der Schicht kann mittels
Plasmaspritzen mit handelsüblichen Ein- oder Mehrelektrodenbrennern
durchgeführt werden. Auf die Oberfläche der rotierenden zylindrischen
Grundwalze, die vorzugsweise durch Sandstrahlen aufgerauht ist, wird der
elektrisch isolierende keramische Werkstoff ein- oder mehrlagig
aufgespritzt.
Vorzugsweise wird die aufgetragene Schicht während des Plasmaspritzens
in unmittelbarer Nähe des Beschichtungspunktes mit flüssigem oder
feinkristallinem CO2 gekühlt. Diese Behandlung hat neben dem Kühleffekt
noch einen hervorragenden Reinigungseffekt. Anschließend wird mit
Vorteil eine Infiltrierung (Imprägnierung) der Schicht mit einem
polymerisierbaren Kunstharz, bevorzugt Elektroisolier- bzw.
Imprägnierharz, besonders bevorzugt Polyesterimid- oder Epoxidharz im
Vakuum-Druck-Verfahren so erfolgen, daß möglichst keine luftgefüllten
Räume innerhalb der Schicht verbleiben, um Teilentladungsvorgänge und
damit Zerstörungen zu vermeiden. Anschließend erfolgt ein Härte- oder
Polymerisationsschritt unter erhöhter Temperatur, bei dem eine
volumenneutrale oder -vergrößernde innere Vernetzung und mechanische
Verklammerung in der Schicht erfolgt. Dabei darf die Dielektrizitätswirkung
nicht verloren gehen. Daran kann sich eine mechanische Bearbeitung
anschließen, derart, daß man von der Oberfläche so lange Harz bzw. Harz
und keramischer Werkstoff vorzugsweise ohne wässerige Schleifzusätze,
besonders vorteilhaft mit Schleifvliesen oder -bändern abschleift, bis die
Spitzen des keramischen Werkstoffs ganz oder teilweise entfernt sind und
eine Oberfläche entsteht, die einen Flächenanteil des keramischen
Werkstoffs von mindestens 30% der geometrischen Oberfläche aufweist.
Bevorzugte Flächenanteile an Mullit betragen 30-70%.
Eine besondere Ausführungsform weist folgende, aufeinanderfolgende
Schritte auf:
- a) In situ Schutz der fertiggestellten Schicht durch Einschweißung in Folie zur Verhinderung von Wassereintrag und Kontamination durch Fremdpartikel.
- b) Aufheizen der Walze und gleichzeitiges Setzen unter Vakuum, 1-200 mbar abs, bevorzugt 1-20 mbar abs, besonders bevorzugt 1-5 mbar abs, bis ein stabiler (trockener) Zustand erreicht ist.
- c) Tauchen in oder Beschichten (Träufeln) mit Elektroisolier- bzw. -imprägnierharz, bevorzugt besonders Vakuum-taugliche Polyesterimid- oder Epoxidharzaufbereitungen und deren Mischungen. Eine geeignet niedrige Viskosität kann durch Lösemittel oder Temperatur eingestellt werden.
- d) Nach vollständiger Tauchung bzw. Beschichtung kann eine Beaufschlagung der Oberfläche mit Gas (Luft, Stickstoff) bei einem Druck, von 2 bis bevorzugt 20 bar abs, besonders bevorzugt 4 bis 7 bar abs, erfolgen. Die überschüssige Harzmenge wird bevorzugt bei drehender Bewegung der Walze durch Abtropfen entfernt.
- e) Aushärtung bzw. Polymerisation bei entsprechender harzspezifisch erhöhter Temperatur.
Durch diese Verfahrensweise wird eine gute, d. h. schwind- und blasenfreie
(volumenneutrale) Infiltrierung der Schicht erreicht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 beispielhaft
erläutert. Weiter wird ein Beispiel zur Funktionsweise offenbart. Eine
Beschränkung in irgendeiner Weise ist dadurch nicht beabsichtigt.
Es zeigt:
Fig. 1: ein schematisches Verfahrensfließbild des erfindungsgemäßen
Vakuuminfiltrierungsverfahrens;
Fig. 2: ein Verfahren zur Aufbringung einer Plasmaspritzschicht sowie
eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens anhand einer perspektivisch dargestellten Walze;
Fig. 3: einen dreidimensionalen Ausschnitt aus einer erhaltenen,
beschichteten Walzenoberfläche.
Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Walze 14 mit einem
hohlzylindrischen Grundkörper 1, der um seine Längsachse rotiert (Pfeil
7). Die Oberfläche 2 des Grundkörpers 1 ist sandgestrahlt und weist eine
Rauhigkeit 6 (Detail "X") entsprechend Rz gemäß DIN 4768 von 20-50 µm
auf. In der Fig. 1 ist das Vakuuminfiltrierungsverfahren schematisch
dargestellt: In einer Vakuumkammer 15 ist eine Walze mit einem
hohlzylindrischen Grundkörper 1 auf Lagern 16 drehbar angeordnet. Die
Kammer 15 hat einen Eingang 17 und einen Ausgang 18 zur Zuführung
bzw. Ableitung des polymerisierbaren Kunstharzes 19, das aus einem
Vorratsbehälter 20 mittels Pumpen 21 der Kammer 15 zugeleitet werden
kann. Die Evakuierung erfolgt mittels einer Vakuumpumpe 22, die auch
über einen ersten Druckanzeiger 23 ansteuerbar sein kann. Über einen
Kompressor 24, der über einen zweiten Druckanzeiger 25 ansteuerbar sein
kann, kann die Kammer unter oder ohne Befüllung ("nachher") mit Harz
mittels Gas (Luft, Stickstoff) unter Druck gesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann folgendermaßen durchgeführt
werden:
- a) Die plasmagespritzte Walze 14 wird in die Kammer 15 eingebaut.
- b) Das Kunstharz 19 wird in die Kammer 15 eingelassen, bis die Walze 14 ganz oder teilweise bedeckt ist.
- c) Die Walze 14 wird in Rotation versetzt, so daß ihre Oberfläche 2 vollständig mit dem Kunstharz 19 benetzt wird. (Bei ganzer Bedeckung kann das entfallen.)
- d) Das Kunstharz 19 wird abgelassen, wobei durch die beibehaltene Rotation eine einigermaßen gleiche Schicht aus Kunstharz auf der Oberfläche erhalten wird.
- e) Die Kammer wird unter Druck gesetzt, um das Harz in die Poren der Plasmaspritzschicht 9 (nicht maßstabsgetreu gezeichnet) zu drücken. (Dieser Schritt ist nicht unbedingt erforderlich, da das Harz auch über Kapillarkräfte in die Poren eindringt.)
- f) Anschließend oder gleichzeitig mit e) findet die Polymerisation statt, zu deren Start oder Beschleunigung auch Wärme mittels einer Heizung 26 zugeführt werden kann.
- g) Anschließend wird die Walze ausgebaut und beschliffen, wie weiter unten noch ausgeführt wird.
Die Walze kann auch sekrecht in einer Kammer angeordnet sein. In so
einem Fall muß die Kammer entsprechend hoch geflutet sein oder das
Harz muß seitlich aufgespritzt werden, wie nachfolgend noch beispielhaft
beschrieben.
In der Fig. 2 ist der Beschichtungsvorgang zur Aufbringung der
Plasmaspritzschicht schematisch dargestellt: Mittels eines Plasmabrenners
5, der mit einer Vorschubeinrichtung 8 parallel zur Längsachse des
rotierenden Grundkörpers 1 bewegt wird, wird keramisches Pulver 3 aus
einem Pulverdosierer 10 auf die sandgestrahlte Oberfläche 2 in einem
Arbeitsgang aufgespritzt. Dabei wird die entstandene Schicht 9 über eine
Kühleinrichtung 11 mittels aus der Flüssigphase entnommenen und so bei
der Entspannung entstehendem feinkristallinem CO2 gekühlt. Anschließend
wird die Umgebung der Schicht 9 im Beispiel auf 3 mbar abs evakuiert und
beispielsweise mittels Düsen 12 mit einem polymerisierbaren Kunstharz,
vorzugsweise einem hochviskosen Grundharz, das im Versuch aus
ungesättigtem Polyesterimid und einem Reaktivverdünner Vinyltoluol
bestand, infiltriert. Die Infiltration kann an Luft oder auch unter Vakuum
wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden, wobei das
Vakuumverfahren den Vorteil hat, daß in den Poren der
Plasmaspritzschicht keine störenden Gasblasen eingeschlossen werden.
Anschließend fand eine Beaufschlagung mit einem Gasdruck von 6 bar abs
statt. Nach dem Beschleifen der so entstandenen Oberfläche erhält man
die in Fig. 3 gezeigte Schicht 4, die mindestens 0,1 mm dick ist. Günstige
Dickenmaße bewegen sich im Bereich von 0,5 bis 2 mm. Beim Beschleifen
der Infiltrationsschicht wird die Schicht 9 teilweise freigelegt, so daß die
fertige Schicht 4 einen Oberflächenanteil an keramischem Werkstoff 13
von wenigstens 30% der geometrischen Oberfläche hat.
Das Beschleifen erfolgt besonders gut mit gut schneidenden
Schneidkörpern aus SiC auf Schleifbändern, wobei die
Schneidgeschwindigkeit so gewählt wird, daß kein Verschmieren oder
Verbrennen des Kunstharzes stattfindet.
Eine so hergestellte Walze mit einer Mullitschicht von 1,2 mm wurde
rotierend einer typischen Koronaentladung (z. B. 5 kV) ausgesetzt, wobei
der Walzenkörper keiner Zwangskühlung unterworfen wurde.
Bei der Erhitzung auf 120°C zeigte sich kein Durchschlag. Die Walze
wurde anschließend mit Luft sehr schnell abgekühlt. Diese Vorgänge
wurden 10-mal wiederholt, ohne daß sich ein Durchschlag zeigte.
Eine ebenfalls mit reinem Aluminiumoxid beschichtete Walze, bei der die
Schichtdicke auch 1,2 mm betrug, wurde mit einem handelsüblichen,
lösemittelhaltigen Polyurethanversiegler eingesprüht. Nach 10 Minuten
erfolgte bereits ein Durchschlag.
Claims (11)
1. Walze für Korona Anlagen, aufweisend einen zylindrischen
Grundkörper (1), auf dem mindestens eine Plasmaspritzschicht aus
einem dielektrischen Werkstoff aufgebracht ist, wobei die mindestens
eine Schicht (9) im wesentlichen einen elektrisch isolierenden
keramischen Werkstoff (3) enthält, ein- oder mehrlagig und
mindestens 0,1 mm dick ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
mindestens eine Schicht (9) mittels Vakuuminfiltration bis zu einer
Tiefe von wenigstens 20% der Schichtdicke (9) mit einem
polymerisierbaren Kunstharz infiltriert ist, und wobei der
Flächenanteil des keramischen Werkstoffs auf der äußeren
Oberfläche der infiltrierten Schicht (4) mindestens 30% der
geometrischen Oberfläche beträgt.
2. Walze nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische
Grundkörper aus Metall oder aus faserverstärktem Kunststoff oder
einem Metall und einer Auflage aus elektrisch nicht leitendem
Kunststoff-Faserverbund besteht.
3. Walze nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die
Schicht im wesentlichen aus einem elektrisch isolierenden
keramischen Werkstoff, bevorzugt aus Aluminiumoxid oder aus Mullit,
besteht.
4. Walze nach Anspruch 3, wobei die Schicht (9) mit einem
Elektroisolierharz infiltriert und weitgehend volumenneutral
verschlossen ist (4).
5. Verfahren zur Herstellung von dielektrisch isolierenden Walzen, bei
dem man auf die äußere Oberfläche (2) eines zylindrischen
Grundkörpers (1) eine Schicht (9) aus elektrisch isolierendem
keramischem Werkstoff (3) mittels Plasmaspritzen in einer
Schichtdicke von mindestens 0,1 mm aufbringt, dadurch
gekennzeichnet, daß man die äußere Schicht der beschichteten Walze
(1) im Vakuum mit einem polymerisierbaren Kunstharz infiltriert (4),
wobei man die beschichtete Walze (1) in einer beheizbaren
Vakuumkammer (15) drehbar lagert, das polymerisierbare Kunstharz
(19) soweit in die Vakuumkammer (15) einläßt, daß die beschichtete
Walze (1) ganz oder teilweise mit dem polymerisierbaren Kunstharz
(19) benetzt ist, und die beschichtete und benetzte Walze (1) bei
teilweiser Benetzung in Rotation versetzt, und nachfolgend die
entstandene Oberfläche derart beschleift, daß eine äußere Oberfläche
entsteht, die einen Flächenanteil des keramischen Werkstoffs von
mindestens 30% der geometrischen Oberfläche aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei man das polymerisierbare
Kunstharz unter Vakuum bei einem Druck aus dem Bereich von 1-200 mbar
abs., bevorzugt 1-20 mbar abs. und besonders bevorzugt 1-5 mbar
abs., einbringt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Druck, bei dem die
Infiltration stattfindet, der Summe der Dampfdrücke der Komponenten
des zur Infiltration verwendeten Kunstharzsystems enstpricht.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, bei dem
man eine Schichtdicke größer gleich 0,5 mm und kleiner gleich 1,5 mm
erzeugt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, wobei
man die Schicht (9) mit einem Elektroisolierharzsystem, vorzugsweise
mit einem Polyesterimid oder Epoxidharz, möglichst volumenneutral
und tief, zu wenigstens 20% über die Schichtdicke gemessen,
infiltriert (4).
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, wobei
nach der Vakuuminfiltrierung eine zusätzliche Druckbeaufschlagung
von 2 bis 10 bar abs mittels Gas erfolgt.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, wobei
eine Polymerisation und/oder Aushärtung des polymerisierbaren
Kunstharzes unter Erwärmung oder UV-Bestrahlung vorgenommen
wird.
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