DE4022334A1 - Walze mit gummi- oder kautschukelastischem mantel bei streich- oder sonstigen beschichtungseinrichtungen der papierindustrie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Walzen werden vielfach dort ein­ gesetzt, wo eine Beschichtung von Papier oder Karton in einem zwischen zwei Walzen gebildeten Preßspalt erfolgt. Dabei wird im allgemeinen eine geringe Auftragsmenge (spezifisches Flä­ chengewicht) aufgetragen. Die Beschichtungsmassen weisen als Lösungsmittel üblicherweise erhebliche Mengen Wasser auf.

Bei Walzen, die mit einem Kunststoff, z. B. Polyurethan oder Polyamid, beschichtet sind, besteht die Gefahr, daß durch Hydrolyse Schädigungen auftreten, insbesondere der Haftschicht, die die Verbindung zwischen dem Kunststoffmantel und dem metal­ lischen Walzenkern herstellt. Ferner kommt es zu einem Auf­ weichen des Kunststoffmantels, was zu einer Härteänderung des­ selben und einer Verminderung der Festigkeit desselben führt. Dadurch wird natürlich die Standzeit einer solchen Walze stark beeinträchtigt und sie muß frühzeitig ausgewechselt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Walze soll dieser Nachteil wesentlich eingeschränkt werden, was im wesentlichen dadurch geschieht, daß der Walzenkern eine höhere Temperatur erhält als der darauf aufgebrachte Mantel aus Kunststoff. Man kann zu dem Zweck die Walze direkt durch ein strömendes Wärmeträgermedium oder durch Heizstäbe oder -Wicklungen beheizen. Auch indirekte Maßnahmen oder Mittel zur Temperaturerhöhung des Walzenkerns, der vor­ zugsweise ja üblicherweise aus Metall ist, können zur Anwendung kommen.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird nämlich verhindert, daß das Wasser von der Oberfläche des Walzenmantels und von der Beschichtungsmasse her in den Walzenmantel in Richtung auf den Walzenkern in zu starkem Maße eindringt. Dies geht natürlich sonst an sich nur sehr langsam vonstatten, jedoch noch zu schnell für eine akzeptable Standzeit der Walze bei deren be­ trieblichen Einsatz. Insbesondere ist es nur nötig, daß die Oberflächentemperatur des Walzenkerns geringfügig höher ist als die Oberflächentemperatur des Walzenmantels.

Beheizbare Walzen sind zwar in den verschiedensten Ausführungen bekannt, jedoch handelt es sich dabei um rein metallene Walzen, von denen eine hohe Oberflächentemperatur gefordert wird, z. B. für den vorherrschenden Einsatzzweck in Kalandern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand den Figuren der Zeichnung dargestellt, wobei

Fig. 1 einen prinzipmäßigen Axialschnitt durch eine er­ findungsgemäße Walze und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Wal­ ze in einer anderen Ausführungsform der Heizein­ richtung darstellt.

In Fig. 1 ist der Walzenkern mit 1 und der Walzenmantel mit 2 bezeichnet, wobei der Walzenkern ein Hohlzylinder aus Metall, vorzugsweise Stahl, ist. Dieser Hohlzylinder ist stirnseitig abgeschlossen und weist Wellenstümpfe 3 bzw. 4 auf, die eben­ falls eine zentrale Durchgangsbohrung 5 aufweisen. Dadurch er­ geben sich natürliche Kanäle für die Zuleitung und Ableitung von Heizflüssigkeit oder Heizgas. Die Temperatur der Walze muß ja nur sehr wenige Grad oberhalb der Umgebungstemperatur bzw. der Temperatur der Streichmasse gehalten werden, falls diese erwärmt ist und somit auch den Walzenmantel erwärmt.

In manchen Fällen findet jedoch keine Erwärmung der Streichmas­ se über die Umgebungstemperatur hinaus statt. So reicht dann eine Erwärmung der Walze auf etwa 30 bis 50°C. Es stellt sich dann ein natürlicher Temperatur-Gradient von dem Walzenkern zur Oberfläche des Walzenmantels ein.

Um eine besonders gleichmäßige Erwärmung der Walze zu er­ reichen, können besondere Einbauten vorgesehen werden, wie es z. B. aus DE-OS 32 39 471 und 38 02 477 sowie aus der US-PS 43 51 386 und der US-PS 42 52 184 bekannt ist.

Eine andere Möglichkeit wäre natürlich, an der Innenoberfläche des hohlzylindrisch ausgebildeten Walzenkerns Heizstäbe oder Heizwicklungen vorzusehen. Die elektrische Heizleistung müßte dann über Schleifringe an einen Wellenstumpf übertragen werden.

Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 2 dargestellt, wo durch induktive Kopplung von einem Elektromagneten und dem Walzenkern Wirbelströme in demselben hervorgerufen werden, die zu einer Aufheizung des Kerns führen. Der Elektromagnet besteht dabei aus einem Eisenkern 8 mit zumindest einer Wicklung 9. In Fig. 2 sind noch Heizstäbe 6 und Heizwicklungen 7 in Nuten 10 des Wal­ zenkerns angedeutet.

Man kann sich den Effekt so erklären, daß aufgrund des von ra­ dial innen nach radial außen bestehenden negativen Temperatur- Gradienten aufgrund der Brown′schen Molekularbewegung die Was­ sermoleküle stark daran gehindert werden, den Weg in das Innere des Walzenmantels hinein zu nehmen. Es reicht theoretisch eine Temperatur-Differenz zwischen der Oberfläche des Mantels und der Oberfläche des Walzenkerns von 0,1 K, bevorzugt wird ein Bereich zwischen 1 und 20 K.

Es gelangen zwar immer noch einige Wassermoleküle bis zur Haft­ schicht des Walzenbezugs (Kunststoffmantel), jedoch nicht in so großer Menge, daß "Feuchtigkeitsnester" gebildet werden. Somit kann die "Feuchtigkeit" nicht ihr zerstörerisches Werk ausfüh­ ren.

Claims (10)

1. Walze, insbesondere als Beschichtungswalze oder Gegenwalze in einem Auftragswerk für Streich- oder Beschichtungsmasse mit einem gummi- oder kautschukelastischen Mantel, vorzugs­ weise aus Kunststoff, und einem Kern aus Metall, vorzugs­ weise aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß der metalli­ sche Kern (1) zumindest an der Übergangsfläche zum gummi­ oder kautschukelastischen Mantel (2) eine um 0,1 bis 50 K höhere Temperatur als dieser aufweist.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der me­ tallische Kern (1) zumindest an der Übergangsfläche zum gummi- oder kautschukelastischen Mantel (2) eine um 0,1 bis 30 K höhere Temperatur als dieser aufweist.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch im Hohl­ raum einer im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Walze befindliche oder angeordnete Heizmittel.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel erwärmte Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten sind.

5. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel erwärmte Metallstäbe (6) sind.

6. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel Heizwicklungen (7) sind.

7. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wal­ ze mit hoher Frequenz wechselnde Magnetfelder erzeugende Magnete (8, 9) zugeordnet sind.

8. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Mantelmaterial Polyurethan zum Einsatz kommt.

9. Streicheinrichtung oder ähnliche Einrichtung mit wenigstens zwei Preßwalzen zur Beschichtung von laufenden Warenbahnen, insbesondere Papier und Karton, gekennzeichnet durch Walzen nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Streicheinrichtung oder ähnliche Einrichtung mit wenigstens einer Auftrags- oder Gegenwalze zur Beschichtung von lau­ fenden Warenbahnen, insbesondere Papier und Karton, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung von mindestens einer Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8.