DE2652993C2

DE2652993C2 - Verfahren zur Herstellung von abriebfestem Werkstoff und aus diesem bestehende Maschinenteile, insbesondere für Papiermaschinen

Info

Publication number: DE2652993C2
Application number: DE2652993A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Lyon Rhone Bourrin
Original assignee: Cestidur Sa Villeurbanne Rhone Fr
Current assignee: Cestidur Sa Villeurbanne Rhone Fr
Priority date: 1975-11-26
Filing date: 1976-11-22
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE2652993A1; FR2319662B1; ATA845676A; GB1568237A; CA1080386A; US4226762A; FR2319662A1; AT359743B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von abriebfestem Werkstoff mit Glasperlen sehr kleinen Durchmessers und einem antistatischen Material für Teile von Papiermaschinen, insbesondere Entwässerungselemente mit Kunststoffsieben.

Papiermaschinen weisen in ihrer sogenannten Naßpartie ein endloses Siebband aus sehr feinmaschigem Gewebe auf, das die zu entwässernden Fasern transportiert. Dieses Gewebe wird an verschiedenen Stellen von einer Reihe von Elementen, insbesondere von einem Siebtisch, Egoutteurstiften, Abstreifern oder »Foils«, Saugkästen usw., getragen. Diese Maschinenteile wurden bisher aus Hirnholz unter Zugabe von Paraffin, aus Phenoplasten, Kautschuk, Polyurethan oder Polyäthylen mit sehr hohem Molekulargefüge hergestellt.

Das endlose Siebband bestand zuerst aus Metallfadengewebe, zuletzt wurden Kunststoffasern, wie Polyester, verwendet.

Bei Verwendung derartiger Gewebe wurde ein sehr rascher Verschleiß der erwähnten Elemente festgestellt, so daß man dazu überging, diese aus sehr harten Werkstoffen, wie gesinterte Keramik, herzustellen.

Die so gefertigten Teile haben sich im allgemeinen besvährt, ihre Benutzung bleibt jedoch problematisch infolge ihrer Zerbrechlichkeit unter Stoßeinwirkung und infolge der Abnutzung, der das Siebband an den Berührungsstellen mit ihnen unterworfen ist; außerdem ist der Preis derartiger Elemente sehr hoch.

Es ist zum Beispiel aus Plastverarbeiter 1972, Heft 4, Seite 277 und Industrie-Anzeiger 93, Jg., Nr. 72 vom 31.8.1971, Seiten 1835 bis 1838 bekannt, Glasperlen als Verstärkungs- und gleichzeitig Füllmaterial für Kunststoffe zu verwenden, wodurch eine Verbesserung einer Reihe von physikalischen Eigenschaften, wie zum Beispiel Zug- und Druckfestigkeit, eintritt Die Verschleißfestigkeit zum Beispiel von mit Glasperlen ίο gefülltem Nylon gegen die meisten Beanspruchungsarten ist jedoch geringer als beim reinen, ungefüllten Nylon. Es wird hieraus allgemein der Schluß gezogen, daß mit Glas gefüllte Kunststoffe eine geringere Verschleißfestigkeit haben, als reine Kunststoffe.
Des weiteren ist zum Beispiel aus der DE-OS 18 12 751 und Kunststoff-Rundschau 1970, Heft 6, Seite 273 bis 277, insbesondere Seite 274, letzterer Absatz bekannt, durch Zusatz von antistatischem Material, wie zum Beispiel Ruß zu Kunststoffen, deren Ableitfähigkeit für elektrostatische Aufladungen zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Papiermaschinenteiie zu vermeiden und einen Werkstoff zu schaffen, der eine gute Verschleißfestigkeit, eine gute Ableitfähigkeit für elektrostatische Aufladungen und eine hohe Wirtschaftlichkeit beim Einsatz für Teile von Papiermaschinen, insbesondere für Entwässerungselemente mit Kunststoffsieben, in sich vereinigt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs erwähnten Art gelöst, dessen Besonderheit darin besteht, daß man etwa 80 Gewichtsprozent eines pulverförmigen Kunststoffs mit hohem Molekulargewicht, mindestens 16 Gewichtsprozent Vollkugeln aus Glas mit einer Korngröße von 1 bis a 44 μπι und einer Dichte von ca. 1,45 kg/l und etwa 4 Gewichtsprozent eines antistatischen Materials mischt und anschließend das so erhaltene Gemisch in einer Form unter einem Druck zwischen 60 und 100 kg/cm² sintert. Hierbei ist einzuräumen, daß Sintern von gefüllten Kunststoffen, zum Beispiel aus der vorgenannten Aufgabe des Industrie-Anzeigers, an sich bekannt ist.

Die sehr kleinen Kugeln werden vorher mit einem

Lack vermischt, um eine innige Verbindung derselben mit dem Polyäthylen zu gewährleisten; dieser Lack ist vorzugsweise ein Produkt, das unter der Bezeichnung »SILANE« von der US-Firma Union Carbide in den Handel gebracht wird. Diese Maßnahmen sind aus der vorgenannten Aufgabe des Industrie-Anzeigers, Kunst-Stofftechnik 1974, Heft 6, Seiten 125b>, 128 und DE-GM 70 42 281 bekannt.

Anstelle des oben erwähnten Polyäthylens könnte selbstverständlich jeder andere Kunststoff mit hohem Molekulargewicht Verwendung finden.
Vorzugsweise betragen die Anteile an Polyäthylen mit hohem Molekulargewicht und an Glaskugeln 793 bzw. 16,7 Gewichtsprozent.

Das antistatische Material ist bevorzugt komprimiertes Acetylenschwarz Y 140 mit einem Schütvolumen von 130 bis 150 g/l.

Die verschiedenen Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung werden nachstehend ausführlich erläutert;

In einen schnellen Mischer mit Innenschaufeln wird ein Gemisch mit folgender Zusammensetzung eingebracht: 75 kg Polyäthylenpulver mit einem Molekulargewicht zwischen 1 und 6 χ 10⁶, wie es unter der Bezeichnung »GUR« von der deutschen Firma RUHRCHEMIE oder »AC 1020« von der amerikanischen

Gesellschaft ALLIED CHEMICAL in den Handel gebracht wird, 15 kg Mikro-Vollkugeln aus Glas, deren Korngröße zwischen I und 44 μηι liegt, und als antistatisches Material 3,75 kg komprimiertes Acetylenschwarz Y 140 mit einem Schüttvolumen von 130 bis 150 g/l.

Der DIOSNA-Mischer wird vier Minuten lang mit großer Geschwindigkeit betrieben, um die verschiedenen Produkte sehr gut miteinander zu vermischen. Dann wird das Gemisch in einen Becherförderer geschüttet, der es in kleinen Mengen zum Verwendungsort transportiert Die Benutzung eines pneumatischen oder Riemenförderers ist nicht möglich, denn dabei würde ein Entmischen des Gemisches eintreten.

Die Mengen der drei angegebenen Produkte ergeben in Gew.-Prozenten ausgedrückt 80% Polyäthylen, 16% Mikrokugeln und 4% Acetylenschwarz.

Selbstverständlich könnten angenäherte Prozentsätze annehmbare Ergebnisse liefern, wie wohl das geeignetste Produkt durch Anwendung der obigen bevorzugten Prozentsätze erhalten wird. So könnte die Menge des Polyäthylenpulvers von 68 bis 84% und diejenige der Mikrokugeln jeweils zwischen 28 und 12% variieren, wobei die Menge des Acetylenschwarz immer die gleiche bieibt

Die fraglichen Papiermaschinenteile weisen im allgemeinen verhältnismäßig komplexe Formen auf, sind aber durch das erfindungsge.näße Verfahren leicht herstellbar, was bei den anderen Materialien mit der gleichen Festigkeit, ζ. B. Keramik, nicht der Fall ist.

Versuche an einer BRUDERHAUS-Papiermaschine mit einem 3100 mm breiten Kunststoff-Siebband, das sich mit einer Geschwindigkeit von 300 m/min bewegt und Fasern zur Herstellung eines Papiers von 70—110 g

ίο mit 15% Koalingehalt fördert, haben gezeigt, i'.aß die aus dem erfindungsgemäßen Werkstoff gefertigten Maschinenteile nur einen Verschleiß von etwa 0,5 mm bei ca. lOOtägigem Gebrauch aufwiesen, während die Abnutzung der gleichen, jedoch aus Polyäthylen hoher Dichte bestehenden Teile nach einer Betriebsdauer von ca. 30 Tagen 23 mm betrug. Zugleich wurde (bei Verwendung des erfindungsgemäßen Materials) die Lebensdauer des Kunststoff-Siebbandes verdoppelt.

Bemerkt sei schließlich noch, daß ein Block aus erfindungsgemäß hergestelltem Sintermaterial mittels eines Diamantwerkzeugs genau so bearbeitet werden kann, wie ein Stahlwerkstück mit Hilfe üblicher Werkzeuge. Mit anderen Worten, der Block kann mit einem geeignet geformten diamant gebohrt, gefräst oder gehobelt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von abriebfestem Werkstoff mit Glasperlen sehr kleinen Durchmessers und einem antistatischen Material für Teile von Papiermaschinen, insbesondere Entwässerungselemente mit Kunststoffsieben, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 80 Gewichtsprozent eines pulverförmigen Kunststoffs mit hohem Molekulargewicht, mindestens 16 Gewichtsprozent Vollkugeln aus Glas mit einer Korngröße von 1 bis 44 μιτι und einer Dichte von ca. 1,45 kg/1 und etwa 4 Gewichtsprozent eines antistatischen Materials mischt und anschließend das so erhaltene Gemisch in einer Form unter einem Druck zwischen 50 und 100 kg/cm² sintert

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Polyäthylen als pulverförmigem Kunststoff das Molekulargewicht desselben zwischen 1 und 6 χ 10⁶ beträgt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaskugeln vorbehandelt werden, damit sie am Kunststoff haften.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln mit einem Silanhaftmittel überzogen werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das antistatische Material komprimiertes Acetylenschwarz Y 140 mit einem Schüttvolumen von 130 bis 150 g/l ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile in Polyäthylen mit hohem Molekulargewicht und an Glaskugeln 793 bzw. 16,7 Gewichtsprozent betragen.