DE202015106663U1 - Tape for use in machines - Google Patents
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Abstract
Band (1–5) für den Einsatz in Maschinen, insbesondere für den Umlauf in einer Papiermaschine zwecks Führung einer Papierbahn, mit einer insbesondere textilen Grundstruktur (6) aus einem thermoplastischen Polymer und mit einer Polymerschicht (12–16) aus einem thermoplastischen Polymer, die sich über einen Teilbereich oder ganzflächig auf und/oder in der Grundstruktur (6) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass Grundstruktur (6) und Polymerschicht (12–16) aus dem selben thermoplastischen Polymer bestehen und dass die Polymerschicht (12–16) aus einem Gusspolymer gebildet ist, dessen unpolymerisiertes Ausgangsmaterial bei einer Reaktionstemperatur polymerisierbar ist, die um mindestens 20°C, bevorzugt um mindestens 40°C niedriger liegt als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Polymers, und dass die Polymerisierung des Ausgangsmaterials beim oder nach dem Aufbringen auf und/oder in die Grundstruktur (6) bei einer solch niedrigen Temperatur durchgeführt worden ist, dass das Gusspolymer nicht mit dem thermoplastischen Polymer der Grundstruktur (6) verschmolzen ist.Belt (1-5) for use in machines, in particular for circulation in a paper machine for guiding a paper web, with a textile textile structure (6) made of a thermoplastic polymer and with a polymer layer (12-16) made of a thermoplastic polymer, in particular which extends over a partial area or over the whole area and / or in the basic structure (6), characterized in that the basic structure (6) and polymer layer (12-16) consist of the same thermoplastic polymer and in that the polymer layer (12-16) consists of a cast polymer whose unpolymerized starting material is polymerizable at a reaction temperature which is at least 20 ° C, preferably at least 40 ° C lower than the melting temperature of the thermoplastic polymer, and in that the polymerization of the starting material during or after application to and / or in the basic structure (6) has been carried out at such a low temperature, the s the casting polymer is not fused with the thermoplastic polymer of the basic structure (6).
Description
Die Erfindung betrifft ein Band für den Einsatz in Maschinen, insbesondere für den Umlauf in einer Papiermaschine zwecks Führung einer Papierbahn, mit einer insbesondere textilen Grundstruktur aus einem thermoplastischen Polymer und mit wenigstens einer Polymerschicht aus einem thermoplastischen Polymer, die sich über eine Teilbereich oder ganzflächig auf und/oder in der Grundstruktur erstreckt. Die Erfindung bezieht sich ferner auf dessen spezielle Verwendung.The invention relates to a belt for use in machines, in particular for the circulation in a paper machine for guiding a paper web, with a particular textile base structure of a thermoplastic polymer and at least one polymer layer of a thermoplastic polymer extending over a partial area or over the entire surface and / or in the basic structure. The invention further relates to its specific use.
Bänder mit einer Polymerschicht aus einem thermoplastischen Polymer werden vielseitig eingesetzt, z. B. in Maschinen für Transport- bzw. Förderzwecke. Sie können als Endlosband hergestellt sein, aber auch in endlicher Länge, wobei die stirnseitigen Enden über eine Naht verbunden sind. Solche Bänder haben eine meist textile Grundstruktur mit einem Träger, der als Gewebe, Gewirke, Fadengelege oder auch Kombinationen davon ausgebildet ist. Solche Bänder sind beispielsweise aus der
Wie sich aus den vorzitierten Dokumenten ergibt, kommen beschichtete Bänder auch in Papiermaschinen zum Einsatz. Solche Papiermaschinen bestehen gewöhnlich aus drei sogenannten Partien, nämlich in Richtung des Verlaufs der Papierbahn gesehen aus einer Formierpartie, einer Pressenpartie und einer Trockenpartie. Die Formierpartie dient der Ausbildung der Papierbahn, indem eine Papierpulpe auf ein umlaufendes Papiermaschinenband aufgebracht und ausgebreitet wird, wonach die so gebildete Papierbahn einer ersten mechanischen Entwässerung unterworfen wird. In der Pressenpartie wird die Papierbahn zusammen mit einem sie unterstützenden Papiermaschinenband zwischen Presswalzen hindurchgeführt, in der beide hohen Drücken ausgesetzt und hierdurch eine weitere mechanische Entwässerung der Papierbahn bewirkt wird. Danach wird die Papierbahn der Trockenpartie zugeführt, in der die Papierbahn mit Unterstützung durch ein weiteres Papiermaschinenband über beheizte Trockenzylinder geführt wird, wodurch die Papierbahn thermisch entwässert wird.As can be seen from the documents cited above, coated tapes are also used in paper machines. Such paper machines usually consist of three so-called parts, namely seen in the direction of the course of the paper web of a Formierpartie, a press section and a dryer section. The Formierpartie serves to form the paper web by a paper pulp is applied to a rotating papermaking belt and spread, after which the paper web thus formed is subjected to a first mechanical dewatering. In the press section, the paper web, together with a papermaking belt supporting it, is guided between press rolls in which both are exposed to high pressures and this causes a further mechanical dewatering of the paper web. Thereafter, the paper web of the dryer section is fed, in which the paper web is guided with the aid of another papermaking belt over heated drying cylinders, whereby the paper web is thermally dewatered.
Die in einer Papiermaschine umlaufenden Papiermaschinenbänder haben eine Grundstruktur, deren Aufbau den jeweiligen Anforderungen in den Partien der Papiermaschine angepasst ist. Die Grundstruktur kann aus einem Gewebe, Gewirke, Spiral- oder Ringgliederband oder Fadengelege oder auch Kombinationen davon bestehen. Abweichend davon kann die Grundstruktur auch lediglich aus einer oder mehreren Faserschichten bestehen. Die Grundstruktur kann einen Träger umfassen, der als Gewebe, Gewirke, Spiral- oder Ringgliederband oder Fadengelege oder Kombinationen davon ausgebildet und mit weiteren Komponenten versehen ist. Regelmäßig besteht die weitere Komponente aus einem oder mehreren Faserschichten, die auf den Träger aufgenadelt ist bzw. sind. Solche Grundstrukturen werden dann auch als Filz bezeichnet und kommen vor allem in der Pressenpartie einer Papiermaschine zur Anwendung.The paper machine belts circulating in a paper machine have a basic structure whose structure is adapted to the respective requirements in the batches of the paper machine. The basic structure can consist of a woven, knitted, spiral or ring-shaped band or scrim or combinations thereof. By way of derogation, the basic structure can also consist of only one or more fiber layers. The basic structure may comprise a carrier, which is formed as a woven fabric, knitted fabric, spiral or ring link band or scrim or combinations thereof and provided with further components. Regularly, the further component consists of one or more fiber layers which is or are needled on the carrier. Such basic structures are then also referred to as felt and are mainly used in the press section of a paper machine.
Auch bei Papiermaschinenbändern ist es bekannt, deren Grundstruktur mit einer impermeablen oder auch permeablen Polymerschicht aus einem thermoplastischen Polymer zu versehen, um beispielsweise eine glattere Oberfläche auf der Papierseite und/oder eine verschleißfestere Oberfläche auf der Maschinenseite zu erzeugen oder andere technische Effekte zu erzielen (vgl.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Verwendung in Maschinen geeignetes Band bereitzustellen, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll durch das Vorsehen einer Polymerschicht die hierdurch bezweckten Eigenschaftsverbesserungen bewirkt werden, ohne dass hierdurch Nachteile entstehen, beispielsweise Beeinträchtigung der Geometrie der Grundstruktur oder eingeschränkte Temperaturfestigkeit, Hydrolysestabilität und Wiederverwertbarkeit.The invention has for its object to provide a suitable for use in machines tape that does not have the aforementioned disadvantages. In particular, the provision of a polymer layer is intended to bring about the property improvements intended thereby without causing any disadvantages, for example impairment of the geometry of the basic structure or limited temperature resistance, stability to hydrolysis and reusability.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Grundstruktur und Polymerschicht aus dem selben thermoplastischen Polymer bestehen und dass die Polymerschicht aus einem Gusspolymer gebildet ist, dessen unpolymerisiertes Ausgangsmaterial bei einer Reaktionstemperatur polymerisierbar ist, die um mindestens 20°C, bevorzugt um mindestens 40°C oder mindestens 60°C niedriger liegt als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Polymers, und dass die Polymerisierung beim oder nach dem Aufbringen auf und/oder in die Grundstruktur bei einer solch niedrigen Temperatur durchgeführt worden ist, dass das Gusspolymer nicht mit dem thermoplastischen Polymer der Grundstruktur verschmolzen ist. This object is achieved according to the invention in that the basic structure and polymer layer consist of the same thermoplastic polymer and that the polymer layer is formed from a cast polymer whose unpolymerized starting material is polymerizable at a reaction temperature of at least 20 ° C., preferably at least 40 ° C. or at least 60 ° C lower than the melting temperature of the thermoplastic polymer, and that the polymerization has been carried out during or after application to and / or in the base structure at such a low temperature that the casting polymer is not fused with the thermoplastic polymer of the basic structure ,
Grundgedanke der Erfindung ist es zunächst, für Grundstruktur und Polymerschicht dasselbe thermoplastische Polymer zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass die Polymerschicht dieselben chemischen und physikalischen Eigenschaften hat wie die Grundstruktur und somit optimal an die Umgebungsbedingungen in der Maschine, für die das Band bestimmt ist, angepasst ist. Außerdem ist die Belastbarkeit bei nachträglicher thermischer Behandlung (z. B. Thermofixierung) für alle verwendeten Komponenten vergleichbar. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Band sortenrein ist und sich deshalb dessen Polymermaterial durch Einschmelzen wiederverwerten lässt.The basic idea of the invention is first of all to use the same thermoplastic polymer for the basic structure and polymer layer. This has the advantage that the polymer layer has the same chemical and physical properties as the basic structure and thus optimally adapted to the environmental conditions in the machine for which the tape is intended. In addition, the load capacity for subsequent thermal treatment (eg heat setting) is comparable for all components used. Another advantage is that the band is sorted and therefore its polymer material can be recycled by melting.
Damit durch die Verwendung desselben Polymers für Grundstruktur und Polymerschicht die Grundstruktur beim Aufbringen des Materials für die Polymerschicht nicht beeinträchtigt wird, insbesondere keine Verschmelzung zwischen Grundstruktur und Polymerschicht stattfindet, wird für Grundstruktur und Polymerschicht ein thermoplastisches Polymer verwendet, das geeignet ist, unter Ausbildung eines Gusspolymers herstellbar zu sein, wobei dessen unpolymerisiertes Ausgangsmaterial bei einer Reaktionstemperatur polymerisierbar ist, die deutlich niedriger liegt als die Schmelztemperatur des auspolymerisierten Polymers. Dies eröffnet die Möglichkeit, das Aufbringen bei einer Temperatur durchzuführen, bei dem das Gusspolymer nicht mit dem thermoplastischen Polymer der Grundstruktur verschmilzt, vielmehr die Grundstruktur in ihrer geometrischen Gestaltung erhalten bleibt. Hierzu wird das Aufbringen des unpolymerisierten Ausgangsmaterials bei einer Temperatur vorgenommen, die einerseits für die Polymerisierung des Ausgangsmaterials ausreichend ist, andererseits aber einen solchen Abstand zur Schmelztemperatur des thermoplastischen Polymers hält, dass es nicht zur Verschmelzung mit Bestandteilen der Grundstruktur kommt. Die Grundstruktur erleidet deshalb durch die Erzeugung der Polymerschicht keine Beeinträchtigungen. Damit erhält man ein insbesondere für den Einsatz in einer Papiermaschine geeignetes Band, das wegen der Verwendung eines einzigen Polymermaterials homogene chemische und physikalische Eigenschaften hat, eine gewünschte geometrische Struktur der Grundstruktur aufweist und wegen seiner Sortenreinheit einen hohen Wiederverwendungswert hat.So that the basic structure is not impaired by the use of the same polymer for base structure and polymer layer when applying the material for the polymer layer, in particular no fusion takes place between basic structure and polymer layer, a thermoplastic polymer which is suitable for the basic structure and polymer layer is used, which is suitable for forming a cast polymer to be prepared, wherein the unpolymerized starting material is polymerizable at a reaction temperature which is significantly lower than the melting temperature of the polymerized polymer. This opens up the possibility of performing the application at a temperature at which the casting polymer does not fuse with the thermoplastic polymer of the basic structure, but rather preserves the basic structure in its geometric configuration. For this purpose, the application of the unpolymerized starting material is carried out at a temperature which is sufficient on the one hand for the polymerization of the starting material, but on the other hand holds such a distance from the melting temperature of the thermoplastic polymer, that it does not come to merge with constituents of the basic structure. The basic structure therefore suffers no adverse effects due to the generation of the polymer layer. This gives a particularly suitable for use in a paper machine belt, which has homogeneous chemical and physical properties due to the use of a single polymer material, has a desired geometric structure of the basic structure and has a high reuse value because of its purity.
Als Gusspolymer kommt insbesondere Gusspolyamid und hier vor allem Polyamid 6 in Frage. Die Herstellung von Gusspolyamid 6 ist seit mehr als 40 Jahren bekannt, und zwar in der Form, dass das für Polyamid verwendete Ausgangsmaterial Caprolactam durch anionische Polymerisation unter Verwendung eines Katalysators und eines Aktivators zu Polyamid 6 polymerisiert. Die Polymerisation geschieht erst beim Gießvorgang und mit einer Temperatur, die erheblich unter der Schmelztemperatur von Polyamid 6 liegt. Bereitgehalten wird das Caprolactam zweikomponentig, indem eine Komponente mit dem Aktivator und eine Komponente mit dem Katalysator vorgehalten werden und dann beim Gießprozess mit einer Temperatur oberhalb der für die Polymerisation erforderlichen Reaktionstemperatur zusammengeführt werden, wodurch dann die Polymerisation in Gang gesetzt wird. Alternativ dazu kann das Caprolactam auch einkomponentig bereitgehalten werden, wobei die Polymerisation dann ebenfalls erst beim Gießen durch Erhöhung der Temperatur auf einen Wert oberhalb der für die Polymerisation erforderlichen Reaktionstemperatur in Gang gesetzt wird. Beispiele für Ein- und Zweikomponenten-Systeme sind der
Die Grundstruktur kann in an sich bekannter Weise einen aus Fäden aufgebauten Träger aufweisen, beispielsweise in Form eines Gewebes, Gewirkes, Spiral- oder Ringgliederbandes oder Fadengeleges. Auch Kombinationen dieser Trägerarten kommen infrage. Dabei kann die Grundstruktur auch eine oder mehrere Faserschichten aufweisen, die auf den Träger beispielsweise aufgenadelt ist bzw. sind. Alternativ dazu kann die Grundstruktur auch aus einer oder mehreren Faserschichten bestehen, also keinen zusätzlichen Träger aufweisen.The basic structure may comprise, in a manner known per se, a carrier constructed of threads, for example in the form of a woven, knitted, spiral or ring-shaped band or netting. Combinations of these types of carriers are also possible. In this case, the basic structure can also have one or more fiber layers, which is or are needled onto the carrier, for example. Alternatively, the basic structure can also consist of one or more fiber layers, ie have no additional carrier.
Die Erstreckung der Polymerschicht über die Fläche des Bandes kann den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Sie kann sich auf Teilbereiche des Bandes beschränken, beispielsweise auf Randbereiche oder Mittelbereiche, um über die Breite des Bandes unterschiedliche Permeabilitäten zu erzeugen. Auch können Beschichtungsinseln gebildet werden, die nicht untereinander in Verbindung stehen, und es können Beschichtungsstrukturen mit in regelmäßigen Mustern angeordneten Beschichtungsaussparungen hergestellt werden.The extent of the polymer layer over the surface of the tape can be adapted to the respective requirements. She can get up Restrict portions of the band, for example, on edge areas or central areas to produce over the width of the tape different permeabilities. Also, coating islands may be formed which are not in communication with each other, and coating patterns having coating recesses arranged in regular patterns may be prepared.
Auch in Dickenrichtung bieten sich unterschiedliche Lokalisierungen der Polymerschicht an. So kann die Polymerschicht auf die Papierseite und/oder Maschinenseite so aufgebracht werden, dass sie kaum in die Grundstruktur eingedrungen ist. Stattdessen kann auch vorgesehen sein, dass sich die Polymerschicht teilweise oder sogar vollständig in der Grundstruktur erstreckt. Soweit ein Träger mit einseitiger oder beidseitiger Faserschicht als Grundstruktur vorhanden ist, kann vorgesehen sein, dass sich die Polymerschicht teilweise oder ganz nur in der Faserschicht bzw. einer der Faserschichten erstreckt und/oder teilweise oder ganz innerhalb des Trägers. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, nicht nur eine einzige Polymerschicht vorzusehen, sondern auch zwei oder mehr Polymerschichten, die voneinander getrennt sind, beispielsweise eine Polymerschicht auf der Außenseite und eine auf der Innenseite des Bandes.Also in the thickness direction, different localizations of the polymer layer offer. Thus, the polymer layer can be applied to the paper side and / or machine side so that it has hardly penetrated into the basic structure. Instead, it can also be provided that the polymer layer extends partially or even completely in the basic structure. As far as a carrier with a one-sided or bilateral fiber layer is present as the basic structure, it can be provided that the polymer layer extends partially or completely only in the fiber layer or one of the fiber layers and / or partially or completely within the carrier. Of course, it is also possible to provide not only a single polymer layer, but also two or more polymer layers which are separated from one another, for example a polymer layer on the outside and one on the inside of the band.
Die Polymerschicht kann so beschaffen sein, dass sie impermeabel, also luft- und flüssigkeitsundurchlässig ist. Solche Bänder eignen sich insbesondere für Transportzwecke, aber auch für den Einsatz in der Papiermaschine, z. B. für den Durchlauf durch einen verlängerten Pressenspalt. Statt dessen kann die Polymerschicht aber auch permeabel ausgebildet sein, beispielsweise indem der Auftrag in einem so reduzierten Maße erfolgt, dass sich keine geschlossene Polymerschicht ausbildet, bis hin dazu, dass die Polymerschicht aus nicht zusammenhängenden Teilchen besteht. Letzteres kann durch einen Sprühauftrag oder alternative Dünnschichtaufträge wie z. B. Curtain-Coating bewirkt werden.The polymer layer may be such that it is impermeable, ie air and liquid impermeable. Such bands are particularly suitable for transport purposes, but also for use in the paper machine, z. B. for the passage through an extended press nip. Instead, however, the polymer layer may also be made permeable, for example by the application being carried out to such an extent that no closed polymer layer is formed, up to the fact that the polymer layer consists of non-contiguous particles. The latter can be achieved by a spray application or alternative thin-film jobs such. B. curtain coating can be effected.
Ein Verfahren zur Herstellung des vorbeschriebenen Bandes ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Grundstruktur bereitgestellt wird und dass auf die Grundstruktur das Ausgangsmaterial für das Gusspolymer in flüssiger oder pastöser Form mit einer für die Polymerisation ausreichenden Temperatur aufgetragen wird, wobei die Temperatur so niedrig liegt, dass keine Verschmelzung mit dem thermoplastischen Polymer der Grundstruktur erfolgt. Vorzugsweise liegt die Temperatur zwischen 100°C und 160°C, wenn als Gusspolymer Gusspolyamid 6 ausgebildet werden soll. Sofern die Grundstruktur aus Teilstücken hergestellt wird, wie dies beispielsweise bei dem Band gemäß
Das Aufbringen des Ausgangsmaterials für das Gusspolymer geschieht in erster Linie durch Aufgießen beispielsweise mit Hilfe einer sich vorzugsweise über die gesamte Breite des Bandes erstreckenden Schlitzdüse, z. B. in der Form, wie es in der
Wie im Stand der Technik bekannt, kann die Herstellung des Gusspolymers entweder über ein Einkomponenten-System aus einem für das Gusspolymer geeigneten Ausgangsmaterial, einem Aktivator und einem Katalysator oder einem Zweikomponenten-System mit einer ersten Komponente, bestehend aus dem Ausgangsmaterial und dem Aktivator, und einer zweiten Komponente, bestehend aus dem Ausgangsmaterial und dem Katalysator, hergestellt werden. Insoweit wird auf die oben zitierten Dokumente Bezug genommen, die sich mit der Herstellung von Gusspolymer befassen.As is known in the art, the production of the casting polymer can either be via a one-component system of a casting polymer suitable starting material, an activator and a catalyst or a two-component system with a first component consisting of the starting material and the activator, and a second component consisting of the starting material and the catalyst. In that regard, reference is made to the documents cited above dealing with the production of cast polymer.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung des oben beschriebenen Bandes in einer Papiermaschine, insbesondere in der Pressenpartie einer Papiermaschine und hier beispielsweise als Pressenbänder für Pressen mit verlängertem Pressenspalt.Finally, the invention relates to the use of the belt described above in a paper machine, in particular in the press section of a paper machine and here for example as press belts for presses with extended press nip.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen in schematisierter FormIn the drawing, the invention is illustrated by means of exemplary embodiments. They show in schematic form
Die in den
Auf den Träger
In den Grundstrukturen
Die drei Ausführungsformen der Pressenfilze gemäß
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- Hopmann et al., Funktionsintegrierter Leichtbau für die Großserienproduktion, Kunststoffe 9/2013, Seite 134 [0010] Hopmann et al., Functionally Integrated Lightweight Construction for Mass Production, Kunststoffe international 9/2013, page 134 [0010]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HEIMBACH GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: HEIMBACH GMBH & CO. KG, 52353 DUEREN, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PAUL & ALBRECHT PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |