EP1612329A1 - Roll cover made of fibre reinforced composite material - Google Patents

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EP1612329A1
EP1612329A1 EP05103508A EP05103508A EP1612329A1 EP 1612329 A1 EP1612329 A1 EP 1612329A1 EP 05103508 A EP05103508 A EP 05103508A EP 05103508 A EP05103508 A EP 05103508A EP 1612329 A1 EP1612329 A1 EP 1612329A1
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EP
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fiber
component
roll cover
roll
fiber composite
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Georg Gobec
Martin Breineder
Ronald Piribauer
Rudolf Scherz
Norbert Gamsjäger
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  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

The cover(8) material is based on fibers(5) in a matrix(6) and the compound composition continuously varies depending on the area of the roll surface(14) to which the compound is applied. Fillers(9) of different types may also be included in the composition and the latter and/or the fiber(5) content and/or matrix(6) type and/or filler may continuously vary. Composition may vary in the axial and/or radial(7) direction of the roll body(4) onto which the compound is applied. Fiber type, content and/or diameter and/or length distribution and/or orientation may be varied. At least one fiber type may comprise loose fibers of specific length distribution and/or contains fibers which are randomly embedded in the matrix. Fibers have a length distribution of 1-10mm, preferably 1-3mm and/or more preferably 3-10mm. The matrix can comprise one or more different resin types. Matrix composition can be altered by varying the mixing ratio of at least one resin and/or hardener. Fillers can be used to influence wear resistance and/or viscosity and/or surface tension and/or conductivity. Filler particle size can also be varied. An independent claim is included for a process for manufacturing the claimed roll cover. A compound comprising fibers and a matrix is applied onto specific positions on the roll and the composition of matrix and fibers is varied according to the axial and/or radial position on the roll.. The same step is repeated at different positions on the roll.

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzenbezug aus einem Faserverbund Material sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a roll cover made of a fiber composite material and a method for its production.

Walzenbezüge aus Faserverbund Materialien werden in bahnverarbeitenden Maschinen in vielfältiger Weise eingesetzt. Die anspruchsvollsten Anforderungen werden hierbei im Hinblick auf Druckspannung und dynamische Beanspruchung bei Papiermaschinen an elastische Kalenderbezüge gestellt. Diese Bezüge sind in der Regel aus Faserverbund Material aufgebaut.Roll coverings made of fiber composite materials are used in web-processing machines in a variety of ways. The most demanding requirements are placed on elastic calendar covers with regard to compressive stress and dynamic stress on paper machines. These covers are usually constructed of fiber composite material.

Aus dem Stand der Technik sind hierbei im Wesentlichen zwei Verfahren zur Aufbringung einer Faserverstärkung bekannt.Essentially, two methods for applying a fiber reinforcement are known from the prior art.

Aus der WO 94/09208 ist das sog. Laminierverfahren bekannt, bei dem Faser- und /oder Gewebebänder auf einen Walzenkörper aufgebracht und anschließend mittels Harzen, bspw. Epoxydharzen, zu einem Faserverbund Werkstoff miteinander verbunden werden. Um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden, ist ein solcher Walzenbezug aus mehreren unterschiedlich laminierten Schichten aufgebaut.From WO 94/09208 the so-called lamination process is known in which fiber and / or fabric tapes are applied to a roll body and then connected to one another by means of resins, for example epoxide resins, to form a fiber composite material. In order to meet different requirements, such a roll cover is composed of several differently laminated layers.

Als weitere Auftragsmethode ist das sog. Filament Winding Verfahren bekannt, bei dem Faserbündel auf einen Walzenkörper gewickelt und anschließend mittels Harzen zu einem Faserverbund Werkstoff miteinander verbunden werden.As a further application method, the so-called filament winding method is known, in which fiber bundles are wound onto a roll body and then joined together by means of resins to form a fiber composite material.

Bei der erstgenannten Auftragsmethode besteht der Nachteil darin, dass der fertige Walzenbezug aus unterschiedlichen Schichten aufgebaut ist. Die Grenzfläche zwischen verschiedenen Schichten ist hierbei oftmals, aufgrund der sprungartigen Änderung der Materialeigenschaften, der Ausgangspunkt für Delaminationserscheinungen im Walzenbezug.In the case of the first-mentioned application method, the disadvantage is that the finished roll cover is made up of different layers. The interface between different layers is often here, due to the sudden change in material properties, the starting point for Delaminationserscheinungen in roll cover.

Die zweite Auftragsmethode ist bspw. nicht für die Erzeugung von mit der Papierbahn in Kontakt zu bringende Nutzschichten in Glätteinrichtungen geeignet, da solche Walzenmäntel zu einer ungleichmäßigen Glättung der Papierbahn führen, da die gewickelten Fasern im wesentlichen gleichgerichtet sind.The second application method is not suitable, for example, for the production of wear layers to be brought into contact with the paper web in straighteners, since such roll shells lead to an uneven smoothing of the paper web, since the wound fibers are substantially rectified.

Eine zufrieden stellende Glättwirkung kann aber bei applizierten Fasern in Form von Wirrfasern erreicht werden. Somit ist es notwendig, dass die mit dem Filament Winding Verfahren hergestellten Walzenbezüge zusätzlich mit einer oder mehreren laminierten Schichten versehen werden, die die Funktion der Nutzschicht übernimmt. Somit werden auch hier Walzenbezüge geschaffen, die aus mehreren unterschiedlichen Schichten aufgebaut sind.However, a satisfactory smoothing effect can be achieved with applied fibers in the form of random fibers. Thus, it is necessary that the roll covers produced by the filament winding method are additionally provided with one or more laminated layers, which takes over the function of the wear layer. Thus, roller covers are created here, which are composed of several different layers.

Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Walzenbezügen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Walzenbezug und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, bei dem die o. g. Nachteile unterbunden sind.Starting from the roller covers known from the prior art, it is the object of the present invention to propose a roller cover and a method for its production, in which the o. Disadvantages are prevented.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Walzenbezug mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 22 gelöst.The object is achieved by a roll cover with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 22.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Die vorliegende Erfindung geht von der Idee aus, dass die Belastbarkeit von Walzenbezügen dadurch gesteigert werden kann, in dem ein stufenartiger Wechsel in den Materialeigenschaften, wie dies das Laminierverfahren zur Folge hat, unterbunden wird. Demzufolge sieht die vorliegende Erfindung einen Faserverbund - Walzenbezug aus einem Material mit einer Faserkomponente und mit einer Matrixkomponente vor, bei dem sich die Materialzusammensetzung aus Faserkomponente und Matrixkomponente quantitativ und qualitativ zumindest abschnittweise kontinuierlich ändert.The present invention is based on the idea that the load capacity of roll coverings can be increased by inhibiting a step-by-step change in the material properties as a result of the lamination process. Accordingly, the present invention provides a fiber composite roll cover made of a material with a fiber component and with a matrix component in which the material composition of fiber component and matrix component changes quantitatively and qualitatively at least in sections continuously.

Unter einer Matrixkomponente soll in diesem Zusammenhang das Material oder die Materialzusammensetzung verstanden werden, in die andere gelöste oder ungelöste Materialien eingebettet sind. Im Falle des erfindungsgemäßen Walzenbezugs ist somit die Faserkomponente in die Matrixkomponente eingebettet.In this context, a matrix component is to be understood as meaning the material or the material composition in which other dissolved or undissolved materials are embedded. In the case of the roll cover according to the invention thus the fiber component is embedded in the matrix component.

Durch die Erfindung wird somit zumindest abschnittweise ein Walzenbezug ohne Grenzschichten geschaffen, da sich die Materialzusammensetzung des Walzenbezugs abschnittweise kontinuierlich ändert.The invention thus provides, at least in sections, a roll cover without boundary layers, since the material composition of the roll cover changes continuously in sections.

Somit wird ein Walzenbezug geschaffen, der einen kontinuierlichen Verlauf von kennzeichnenden Eigenschaften wie bspw. E-Modul, Bruchzähigkeit, Abriebbeständigkeit oder Härte aufweist.Thus, a roll cover is provided, which has a continuous course of characteristic properties such as, for example, Young's modulus, fracture toughness, abrasion resistance or hardness.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Material des Walzenbezugs eine Füllstoffkomponente auf, wobei sich die Materialzusammensetzung aus Faserkomponente und / oder Matrixkomponente und /oder Füllstoffkomponente zumindest abschnittweise kontinuierlich ändert.According to a preferred embodiment of the invention, the material of the roll cover has a filler component, wherein the material composition of fiber component and / or matrix component and / or filler component changes continuously at least in sections.

An einen Walzenbezug werden unterschiedlichste Anforderungen gestellt. So ist es z.B. oftmals notwendig, dass ein Walzenbezug dimensionsstabil ist und gleichzeitig eine hohe Verschleißbeständigkeit aufweist. Die Dimensionsstabilität wird hierbei durch die in radialer Richtung innen liegenden Bereiche realisiert. Die Verschleißbeständigkeit wird hingegen durch die in radialer Richtung außen liegenden Bereiche realisiert.At a roll cover a variety of requirements are made. So it is e.g. often necessary that a roll cover is dimensionally stable and at the same time has a high wear resistance. The dimensional stability is realized here by the radially inward areas. The wear resistance, however, is realized by the radially outward areas.

Des weiteren gibt es Anwendungen, bei denen es sinnvoll ist, wenn der Walzenbezug sich in axialer Richtung des Walzenkörpers ändernde Eigenschaften aufweist.Furthermore, there are applications in which it makes sense if the roll cover has properties that change in the axial direction of the roll body.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht deshalb vor, dass sich die Materialzusammensetzung in axialer Richtung und / oder in radialer Richtung des Walzenbezugs zumindest abschnittweise kontinuierlich ändert.A preferred embodiment of the invention therefore provides that the material composition in the axial direction and / or in the radial direction of the roll cover changes continuously at least in sections.

Es sind unterschiedliche Möglichkeiten denkbar, wie sich die Materialzusammensetzung des Walzenbezugsmaterials kontinuierlich ändern kann. Zum einen ist es möglich, dass sich der Anteil an der Materialzusammensetzung zumindest einer der Komponenten ändert, nämlich der Faserkomponente und / oder der Matrixkomponente und / oder der Füllstoffkomponente,.There are different ways conceivable how the material composition of the roll cover material can change continuously. On the one hand, it is possible for the proportion of the material composition of at least one of the components, namely the fiber component and / or the matrix component and / or the filler component, to change.

So ist es bspw. möglich, dass sich der Anteil der Faserkomponente in radialer Richtung nach außen von 30% auf 5% reduziert, wohingegen sich der Anteil der Matrixkomponente bei gleich bleibendem Anteil der Füllstoffkomponente entsprechend vergrößert.Thus, for example, it is possible for the proportion of the fiber component in the radial direction to be reduced from 30% to 5% to the outside, whereas the proportion of the matrix component increases correspondingly while the proportion of the filler component remains the same.

Des weiteren ist es denkbar, dass sich die Zusammensetzung einer oder mehrerer der Komponenten ändert.Furthermore, it is conceivable that the composition of one or more of the components changes.

So wird die Faserkomponente bevorzugter weise durch einen oder mehrere Fasertypen gebildet.Thus, the fiber component is preferably formed by one or more fiber types.

Hierbei soll bspw. unter einer Änderung der Zusammensetzung der Faserkomponente verstanden werden, dass sich der Anteil und / oder der Durchmesser und / oder die Längenverteilung und / oder die Orientierung der Fasern zumindest eines Fasertyps ändern.Here, for example, a change in the composition of the fiber component should be understood to mean that the proportion and / or the diameter and / or the length distribution and / or the orientation of the fibers of at least one fiber type change.

Durch die Änderung der verschiedenen Anteile der einzelnen Fasertypen an der Faserkomponente kann ortsabhängig gezielt ein gewünschtes Eigenschaftsprofil des Walzenbezugs eingestellt werden.By changing the different proportions of the individual fiber types on the fiber component, a desired property profile of the roll cover can be adjusted depending on the location.

Auch durch die Änderung der Faserdurchmesser, der Längenverteilung und der Orientierung der Fasern kann die Stabilität ortsabhängig beeinflusst werden. So ist die Zugbelastbarkeit bspw. stark abhängig von der Orientierung der Fasem.Also, by changing the fiber diameter, the length distribution and the orientation of the fibers, the stability can be influenced location-dependent. For example, the tensile strength is heavily dependent on the orientation of the fibers.

Des weiteren weist die Matrixkomponente bevorzugter weise einen oder mehrere Harztypen und einen oder mehrere Härtertypen auf.Furthermore, the matrix component preferably comprises one or more resin types and one or more types of curing agents.

Hierbei soll bspw. unter einer Änderung der Zusammensetzung der Matrixkomponente verstanden werden, dass sich das Mischungsverhältnis zumindest eines Harztypen und / oder zumindest einer Härterkomponenten in der Matrixkomponente ändert.Here, for example, a change in the composition of the matrix component should be understood to mean that the mixing ratio of at least one type of resin and / or at least one hardener component in the matrix component changes.

So ist bspw. denkbar dass sich das Mischungsverhältnis zumindest eines Harztypen unter Beibehaltung des Härtertypen in radialer Richtung des Walzenbezugs ändert, in dem der Anteil von Epoxydharz vom Inneren des Walzenbezugs in Richtung zur Außenseite (Papierseite) des Walzenbezug von 100% auf 0% kontinuierlich abnimmt, wohingegen der Anteil von Polyurethanharz umgekehrt vom Inneren des Walzenbezugs in Richtung der Außenseite des Walzenbezugs von 0% auf 100% zunimmt. Somit wird ein Walzenbezug erzeugt, der eine papierseitige Verschleißschicht aus Polyurethanharz und eine Grundschicht aus Epoxydharz aufweist, wobei die beiden Schichten in radialer Richtung kontinuierlich ineinander übergehen.Thus, for example, it is conceivable that the mixing ratio of at least one type of resin changes while maintaining the hardness in the radial direction of the roll cover, in which the proportion of epoxy resin from the interior of the roll cover towards the outside (paper side) of the roll cover from 100% to 0% continuously decreases whereas the proportion of polyurethane resin inversely increases from 0% to 100% in the direction of the outside of the roll cover from the inside of the roll cover. Thus, a roll cover is produced, which has a paper-side wear layer of polyurethane resin and a base layer of epoxy resin, wherein the two layers merge continuously in the radial direction.

Darüber hinaus wird die Füllstoffkomponente bevorzugter weise durch einen oder mehrere Füllstofftypen gebildet wird.In addition, the filler component is preferably formed by one or more types of fillers.

Hierbei soll bspw. unter einer Änderung der Zusammensetzung der Füllstoffkomponente verstanden werden, dass sich der Anteil und / oder die Korngröße zumindest eines Füllstofftyps ändert.In this case, for example, a change in the composition of the filler component should be understood to mean that the proportion and / or the grain size of at least one filler type changes.

Als bevorzugte Fasertypen kommen anorganische Fasem aus Glas, Metall, keramische Fasem, Bor oder organische Fasern bspw. Carbon und / oder Aramid und / oder Polypropylen oder Polyester oder Hochleistungsthermoplaste wie bspw. PPS oder PEEK oder PTFE Fasern in Betracht. So ist es bspw. aufgrund der obigen Ausführungen denkbar, sowohl, wenn die Faserkomponente nur aus einem Fasertyp besteht, den Anteil eines Fasertyps bspw. Glasfasern und damit den Anteil der Faserkomponente an der Materialzusammensetzung kontinuierlich in radialer Richtung zu ändern. Des weiteren ist auch möglich, bei gleich bleibendem Anteil der Faserkomponente in der Materialzusammensetzung aus Faserkomponente und Matrixkomponente den Anteil eines Fasertyps in der Faserkomponente zu erhöhen und den Anteil eines anderen Fasertyps in der Faserkomponente entsprechend zu reduzieren.Preferred fiber types include inorganic fibers of glass, metal, ceramic fibers, boron or organic fibers, for example carbon and / or aramid and / or polypropylene or polyester or high-performance thermoplastics such as, for example, PPS or PEEK or PTFE fibers. For example, it is conceivable on the basis of the above statements that, if the fiber component consists of only one type of fiber, the proportion of one fiber type, for example glass fibers, and thus the proportion of the fiber component in the material composition can be changed continuously in the radial direction. Furthermore, it is also possible to increase the proportion of one fiber type in the fiber component and to correspondingly reduce the proportion of another type of fiber in the fiber component while maintaining the proportion of the fiber component in the material composition of fiber component and matrix component.

Um auf die Eigenschaften des Walzenbezugs des weiteren gezielt Einfluss nehmen zu können sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass zumindest ein Fasertyp durch Faserstücke mit definierter Längenverteilung gebildet wird, die vor dem Einbetten in die Matrixkomponente nicht miteinander verbunden sind.In order to be able to exert targeted influence on the properties of the roll cover, a preferred embodiment of the invention provides that at least one fiber type is formed by fiber pieces with a defined length distribution, which are not connected to one another before being embedded in the matrix component.

Unter Faserstücken soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Fasern nicht als Faserbündel (im Gegensatz zu Filament Winding Prozess) oder als Fasermatten (im Gegensatz zum Laminierprozess) ausgebildet sind. Vielmehr liegen Faserstücke mit definierter Längenverteilung vor dem Einbetten in die Matrixkomponente als einzelne, lose d.h. nicht miteinander verbundene Faserstücke vor.Fiber pieces should be understood in this context that the fibers are not formed as fiber bundles (in contrast to filament winding process) or as fiber mats (in contrast to the lamination process). Rather, pieces of fiber having a defined length distribution prior to embedding in the matrix component are discrete, i.e., loose. unconnected fiber pieces.

Insbesondere für die papierseitige Oberfläche des Walzenbezugs ist es zur Vermeidung von Markierungsneigungen notwendig, dass diese Oberfläche durch Wirrfasern gebildet wird. Demzufolge sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass zumindest ein Fasertyp einen Anteil von Faserstücken aufweist, die ungerichtet orientiert in der Matrixkomponente eingebettet sind.In particular for the paper-side surface of the roll cover it is necessary to avoid marking tendencies that this surface is formed by tangled fibers. Accordingly, a preferred embodiment of the invention provides that at least one type of fiber comprises a portion of fiber pieces embedded in an undirected orientation in the matrix component.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein Fasertyp aus dem Bereich anorganischer und / oder organischer Fasern (Elastomer, Thermoplaste oder Duroplaste) Faserstücke mit einer Längenverteilung von 0,1 bis 100 mm, bevorzugt von 1 bis 30mm, besonders bevorzugt von 1 bis 3mm und / oder von 3 bis 10 mm, vorzugsweise Fasern aus Aramid und / oder Glas und / oder Carbon aufweist.A preferred embodiment of the invention provides that at least one fiber type from the range of inorganic and / or organic fibers (elastomer, thermoplastics or thermosets) fiber pieces with a length distribution of 0.1 to 100 mm, preferably from 1 to 30mm, more preferably from 1 up to 3 mm and / or from 3 to 10 mm, preferably fibers of aramid and / or glass and / or carbon.

Die verwendeten Harztypen sind vorzugsweise elastomere oder duroplastische Harze. Demzufolge siegt eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass zumindest ein Harztyp ein elastomeres oder ein duroplastisches Harz (Epoxide, Cyanatester, Phenolharze) ist, aber auch thermoplastische Werkstoffe (PE, PP, PPS, PEEK,...) und / oder Mischungen derselben.The types of resins used are preferably elastomeric or thermosetting resins. Accordingly, one embodiment of the invention provides that at least one type of resin is an elastomeric or thermosetting resin (epoxies, cyanate esters, phenolic resins), but also thermoplastic materials (PE, PP, PPS, PEEK, ...) and / or mixtures thereof.

Hierbei ist als durolplastisches Harz bspw. Epoxydharz oder Cyanatesterharze auch Phenolharze zu nennen. Insbesondere Bisphenol A Epoxidharze mit aminischen Härter, wobei die Anteile Härter je 100 Teile Harz im Bereich 0 bis 300 Teile betragen (bspw. Ancamine 2390 [Air Products] 107 Teile), insbesondere jedoch 5 bis 40 Teile, besonders bevorzugt 5 bis 25 Teile. Jedoch kann die Vernetzung auch durch Katalysatoren hergestellt werden, die ohne Härter das Epoxidharz dreidimensional vernetzen. Des weiteren werden als elastomere Harze Polyurethanharz oder Gummi verwendet.Here, as a duroplastic resin, for example, epoxy resin or cyanate ester resins also phenolic resins may be mentioned. In particular, bisphenol A epoxy resins with amine hardener, wherein the proportions hardener per 100 parts of resin in the range 0 to 300 parts (eg Ancamine 2390 [Air Products] 107 parts), but especially 5 to 40 parts, particularly preferably 5 to 25 parts. However, the crosslinking can also be prepared by catalysts that crosslink the epoxy resin three-dimensionally without curing agents. Further, as the elastomeric resins, polyurethane resin or rubber is used.

Um bspw. die Eigenschaften der papierseitigen Verschleißschicht gezielt beeinflussen zu können, sehen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung vor, dass als Füllstofftypen Verschleiß mindernde Füllstoffe und / oder die Viskosität beeinflussende Füllstoffe und / oder die Oberflächenspannung beeinflussende Füllstoffe und / oder die Leitfähigkeit beeinflussende Füllstoffe Verwendung finden.For example, in order to be able to influence the properties of the paper-side wear layer in a targeted manner, preferred embodiments of the invention provide for use as fillers wear-reducing fillers and / or fillers influencing the viscosity and / or fillers influencing the surface tension and / or fillers influencing the conductivity.

Als Verschleiß mindernde Füllstofftypen finden bevorzugt Carbide oder Metalle oder Oxide wie bspw. Cr, Fe, Al oder deren Oxide Verwendung, in einem Bereich von 0 bis 100 Gew.%, insbesondere in einem Bereich von 10 bis 60Gew. %, besonders bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 50 Gew. %.Carbide or metals or oxides such as, for example, Cr, Fe, Al or their oxides are preferably used as wear-reducing filler types, in a range from 0 to 100% by weight, in particular in a range from 10 to 60% by weight. %, more preferably in a range of 20 to 50 wt.%.

Als die Oberflächenspannung beeinflussende Füllstofftypen finden bevorzugt Thermoplaste oder ionische Füllstoffe Verwendung, in einem Bereich von 0 bis 60 Gew.%, insbesondere 5 bis 20 Gew. %, zur Erreichung einer Oberflächenspannung von 20 bis 70mN/m, vorzugsweise 25 bis 56mN/m, besonders bevorzugt von 25 bis 48mN/m.Thermoplastics or ionic fillers are preferably used as fillers influencing the surface tension, in a range from 0 to 60% by weight, in particular 5 to 20% by weight, to achieve a surface tension of 20 to 70mN / m, preferably 25 to 56mN / m. more preferably from 25 to 48mN / m.

Des weiteren können die Füllstofftypen eine Korngröße im Nanometer- und / oder im Mikrometer- und / oder im Millimeterbereich aufweisen, d.h. es sind sowohl Füllstofftypen denkbar, die nur Korngrößen in Nanometerbereich haben wie auch Füllstofftypen die eine Korngrößenverteilung vom Nanometerbereich bis zum Millimeterbereich haben.Furthermore, the filler types may have a grain size in the nanometer and / or micrometer and / or millimeter range, i. Filler types are conceivable which only have particle sizes in the nanometer range as well as filler types which have a particle size distribution from the nanometer range to the millimeter range.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund - Walzenbezugs auf einem Walzenkörper, wobei das Material des Walzenbezugs eine Faserkomponente und eine Matrixkomponente aufweist, sind folgende Schritte vorgesehen,

  • Aufbringen der Faserkomponente und der Matrixkomponente an einem bestimmten Ort auf dem Walzenkörper, wobei die quantitative und qualitative Materialzusammensetzung aus Faserkomponente und Matrixkomponente abhängig von der axialen und / oder radialen Position des Auftragsorts auf dem Walzenkörper ist,
  • Wiederholen der vorgenannten Schritte an einem anderen Ort des Walzenkörpers.
According to the inventive method for producing a fiber composite - roll cover on a roll body, wherein the material of the roll cover comprises a fiber component and a matrix component, the following steps are provided,
  • Applying the fiber component and the matrix component at a specific location on the roll body, wherein the quantitative and qualitative material composition of fiber component and matrix component is dependent on the axial and / or radial position of the application location on the roll body,
  • Repeating the aforementioned steps at a different location of the roll body.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mit der Faserkomponente und der Matrixkomponente ebenfalls eine Füllstoffkomponente aufgebracht wird.An embodiment of the method according to the invention provides that a filler component is likewise applied with the fiber component and the matrix component.

Besonders einfach und effektiv kann eine kontinuierliche Änderung der Faserkomponente eingestellt werden, wenn die Faserkomponente durch einen oder mehrere Fasertypen gebildet wird, wobei vor dem Aufbringen der Faserkomponente bei zumindest einem Fasertyp lose Faserstücke mit einer definierten Längenverteilung erzeugt werden. Des weiteren ist es besonders einfach möglich die losen Faserstücke mit definierter Längenverteilung ungerichtet zu verteilen, wodurch der Walzenbezug zum einen eine geringere Markierungsneigung aufweist und zum anderen in alle Richtungen der Schicht in der die losen Fasern angeordnet sind eine gleiche Stabilität hat.Particularly simply and effectively, a continuous change of the fiber component can be adjusted if the fiber component is formed by one or more fiber types, wherein prior to application of the fiber component at least one fiber type loose fiber pieces are produced with a defined length distribution. Furthermore, it is particularly easy to distribute the loose fiber pieces with a defined length distribution undirected, whereby the roll cover on the one hand has a lower tendency to mark and on the other hand in all directions of the layer in which the loose fibers are arranged has an equal stability.

Besonders einfach und kostengünstig ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn die Faserkomponente und / oder die Matrixkomponente und / oder die Füllstoffkomponente durch einen Spritzprozess aufgetragen werden; eine Aufbringung durch Kombination von Spritzen und Aufstreuen der Füllstoffe ist ebenfalls möglich.The process according to the invention is particularly simple and cost-effective if the fiber component and / or the matrix component and / or the filler component are applied by an injection process; An application by combining syringes and sprinkling of the fillers is also possible.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zusammensetzung und / oder der Anteil der aufgetragenen Faserkomponente und / oder der aufgetragenen Matrixkomponente und / oder der aufgetragenen Füllstoffkomponente abhängig von der axialen und / oder radialen Position des Auftragsorts auf dem Walzenkörper.According to one embodiment of the invention, the composition and / or the proportion of the applied fiber component and / or the applied matrix component and / or the applied filler component is dependent on the axial and / or radial position of the application location on the roll body.

Eine konkrete Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass das Material des Walzenbezugs mit einer Auftragsvorrichtung auf den Walzenkörper aufgetragen wird, wobei sich die Auftragsvorrichtung in axialer und / oder in radialer Richtung des Walzenkörpers bewegen kann.A concrete embodiment of the method provides that the material of the roll cover is applied to the roll body with an applicator, wherein the applicator can move in the axial and / or in the radial direction of the roll body.

Durch die Bewegung der Auftragsvorrichtung in axialer Richtung des Walzenkörpers kann die Materialzusammensetzung in axialer Richtung eingestellt werden. Diese kann sowohl in axialer Richtung konstant sein wie auch varüeren. In die Auftragsmenge der Auftragsvorrichtung geht des weiteren die Vorschubgeschwindigkeit der Auftragsvorrichtung in axialer Richtung ein.By moving the applicator in the axial direction of the roller body, the material composition can be adjusted in the axial direction. This can be constant both in the axial direction as well as varüeren. In addition, the feed rate of the application device in the axial direction is included in the application quantity of the application device.

Durch die Bewegung der Auftragsvorrichtung in radialer Richtung des Walzenkörpers kann der Abstand zum Walzenkörper eingestellt und somit gezielt die Durchmischung und die Aufpralldichte bspw. der Faserkomponente, der Matrixkomponente oder der Füllstoffkomponente gesteuert werden.By moving the applicator in the radial direction of the roller body, the distance to the roller body can be adjusted and thus specifically the mixing and the impact density, for example, the fiber component, the matrix component or the filler component can be controlled.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Walzenkörper beim Auftragen um seine axiale Achse rotiert, wodurch eine in Umfangrichtung gleichmäßige Dicke des Walzenbezugs herstellbar ist. Hierbei stellt die Umfanggeschwindigkeit des Walzenkörpers eine wichtige Einflussgröße für die Auftragsmenge dar.A preferred embodiment of the invention provides that the roller body rotates during application about its axial axis, whereby a uniform thickness in the circumferential direction of the roll cover can be produced. Here, the peripheral speed of the roller body is an important factor for the order quantity.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Auftragsvorrichtungen vorgesehen, die bspw. in Umfangrichtung an verschiedenen Positionen angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die kontinuierliche Vermengung von Faserkomponente, Matrixkomponente und Füllstoffkomponente weiter zu verbessern.According to a preferred embodiment of the invention, a plurality of application devices are provided, which are arranged, for example, in the circumferential direction at different positions. With this configuration, it is possible to further improve the continuous blending of fiber component, matrix component and filler component.

Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Walzenbezug in einer Lage oder in mehreren Lagen aufgetragen.According to a further embodiment of the method according to the invention, the roll cover is applied in one layer or in several layers.

Um während dem Auftragungsverfahren in den Walzenbezug eingeschlossene Gase zu entfemen, sieht eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass der Walzenbezug in einer Unter- oder Überdruckdruckatmosphäre ausgehärtet wird. Dadurch kann bspw. während der Gelierphase und dem folgenden Aushärtungsprozess die aus dem Faserverbund-Material freiwerdende Luft durch den Unterdruck abgesaugt werden, wodurch ein blasen- und porenfreier Walzenbezug hergestellt werden kann. Ebenso ist eine Aushärtung mittels elektromagnetischer Strahlen wie bspw. UV-Licht oder Mikrowellen möglich.In order to remove gases trapped in the roll cover during the application process, a particularly preferred development of the method according to the invention provides that the roll cover is cured in a pressurized or overpressure atmosphere. As a result, for example, during the gelling phase and the subsequent curing process, the air released from the fiber composite material can be sucked through the negative pressure, whereby a bubble-free and pore-free roll cover can be produced. Likewise, curing by means of electromagnetic radiation such as UV light or microwaves is possible.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der folgenden schematischen nicht maßstäblichen Zeichnungen weiter erläutert werden. Es zeigen:

  • Figur 1 eine Walze mit Walzenkörper und erfindungsgemäßem Walzenbezug in Seitenansicht,
  • Figur 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
  • Figur 3 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens mit mehreren Auftragsvorrichtungen.
The invention will be explained in more detail below with reference to the following diagrammatic drawings, which are not to scale. Show it:
  • 1 shows a roller with roller body and inventive roller cover in side view,
  • FIG. 2 shows a device for carrying out the production method according to the invention,
  • 3 shows an apparatus for carrying out the production method according to the invention with a plurality of application devices.

Die Figur 1 zeigt eine Walze 1 mit einem erfindungsgemäßen Walzenbezug 8 in Seitenansicht. Der erfindungsgemäße Walzenbezug wurde auf einem Walzenkörper 4 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebracht.FIG. 1 shows a roll 1 with a roll cover 8 according to the invention in side view. The roll cover according to the invention was applied to a roll body 4 by the method according to the invention.

Der Walzenbezug 8 weist eine Walzenseite 2 und eine Papier- oder Verschleißseite 3 auf. Der Walzenbezug 8 ist mit der Walzenseite 2 auf der Mantelfläche 14 des Walzenkörper 4 aufgebracht und mit dieser verbunden. Der Walzenbezug 8 weist eine Faserkomponente 5, eine Matrixkomponente 6 und eine Füllstoffkomponente 9 auf, wobei die Faserkomponente 5 und die Füllstoffkomponente 9 in die Matrixkomponente 6 eingebettet sind.The roll cover 8 has a roll side 2 and a paper or wear side 3. The roll cover 8 is applied to the roll side 2 on the lateral surface 14 of the roller body 4 and connected thereto. The roll cover 8 has a fiber component 5, a matrix component 6 and a filler component 9, wherein the fiber component 5 and the filler component 9 are embedded in the matrix component 6.

Erfindungsgemäß ändert sich die Materialzusammensetzung des Walzenbezugs 8 bestehend aus Faserkomponente 5, Matrixkomponente 6 und Füllstoffkomponente 9 kontinuierlich in radialer Richtung 7 der Walze 1.According to the invention, the material composition of the roll cover 8, consisting of fiber component 5, matrix component 6 and filler component 9, changes continuously in the radial direction 7 of the roll 1.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Faserkomponente 5 durch einen einzigen Fasertypen bspw. in Form von Carbon- Fasern 5 gebildet. Wie aus der Figur 1 zu entnehmen ist, ändert sich die Zusammensetzung der Faserkomponente kontinuierlich in radialer Richtung 7 des Walzenbezugs 8, in dem der Anteil an Carbon-Fasern 5 in der Materialzusammensetzung aus Faserkomponente 5, Matrixkomponente 6 und Füllstoffkomponente 9 in radialer Richtung 7 des Walzenbezugs 8 von der Walzenseite 2 zur Papier- oder Verschleißseite 3 kontinuierlich abnimmt und indem die Längenverteilung der Carbon- Fasern 5 in radialer Richtung 7 des Walzenbezug 8 von der Walzenseite 2 zur Papier- oder Verschleißseite 3 kontinuierlich abnimmt.In the present exemplary embodiment, the fiber component 5 is formed by a single type of fiber, for example in the form of carbon fibers 5. As can be seen from Figure 1, the composition of the fiber component changes continuously in the radial direction 7 of the roll cover 8, in which the proportion of carbon fibers 5 in the material composition of fiber component 5, matrix component 6 and filler component 9 in the radial direction 7 of Roll cover 8 from the roll side 2 to the paper or wear side 3 decreases continuously and by the length distribution of the carbon fibers 5 in the radial direction 7 of the roll cover 8 from the roll side 2 to the paper or wear side 3 decreases continuously.

Des weiteren wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Matrixkomponente 6 durch einen ersten Matrixtyp 10 (als weiße Fläche dargestellt) und durch einen zweiten Matrixtyp 11 (als schwarze runde Punkte dargestellt) gebildet.Further, in the present embodiment, the matrix component 6 is formed by a first matrix type 10 (shown as a white area) and a second matrix type 11 (shown as a black round dots).

Der erste Matrixtyp 10 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Epoxydharzanteil. Der zweite Matrixtyp 11 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Polyurethanharzanteil.The first matrix type 10 comprises in the present exemplary embodiment an epoxy resin fraction. The second matrix type 11 comprises in the present embodiment, a polyurethane resin portion.

Wie aus der Figur 1 zu erkennen ist, nimmt der Anteil des ersten Matrixtyp 10 in axialer Richtung 7 von der Walzenseite 2 zur Papier- oder Verschleißseite 3 hin kontinuierlich ab. Umgekehrt nimmt der Anteil des zweiten Matrixtyp 11 in radialer Richtung 7 von der Walzenseite 2 zur Papier- oder Verschleißseite 3 hin kontinuierlich zu. Somit wird ein Walzenbezug 8 geschaffen, der dimensionsstabil ist und eine abrasionsresistive Papier- oder Verschleißseite 3 aufweist.As can be seen from FIG. 1, the proportion of the first matrix type 10 in the axial direction 7 decreases continuously from the roll side 2 towards the paper or wear side 3. Conversely, the proportion of the second matrix type 11 in the radial direction 7 continuously increases from the roll side 2 towards the paper or wear side 3. Thus, a roll cover 8 is provided which is dimensionally stable and has an abrasion-resistant paper or wear side 3.

Die Füllstoffkomponente 9 (als schwarze Vierecke dargestellt) wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen verschleiß mindernden Füllstoff bspw. in Form Nanopartikeln 9 aus Aluminiumoxid oder dgl. gebildet.The filler component 9 (shown as black squares) is formed in the present embodiment by a wear-reducing filler, for example, in the form of nanoparticles 9 made of aluminum oxide or the like.

Wie aus der Figur 1 zu erkennen ist, nimmt der Anteil der Nanopartikel 9 in radialer Richtung 7 von der Walzenseite 2 zur Papier- oder Verschleißseite 3 hin kontinuierlich zu.As can be seen from FIG. 1, the proportion of nanoparticles 9 in the radial direction 7 increases continuously from the roll side 2 towards the paper or wear side 3.

Die Figur 2 zeigt eine Anordnung 12 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.FIG. 2 shows an arrangement 12 for carrying out the method according to the invention.

Die Anordnung wird im wesentlichen durch den mit einem Walzenmantel 8 zu beschichtenden Walzenkörper 4 und durch eine Auftragsvorrichtung 18 gebildet, die in radialer Richtung des Walzenkörpers 4 zu diesem beabstandet ist.The arrangement is essentially formed by the roll body 4 to be coated with a roll jacket 8 and by an applicator device 18, which is spaced apart from it in the radial direction of the roll body 4.

Des weiteren ist ein Teil eines bereits auf dem Walzenkörper 4 gebildeten Walzenbezugs 8 zu erkennen. Der Walzenkörper 4 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist aus einem metallischen Werkstoff hergestellt. Es wäre aber auch denkbar, das der Walzenkörper 8 zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff hergestellt ist.Furthermore, a part of a roll cover 8 already formed on the roll body 4 can be seen. The roller body 4 of the present embodiment is made of a metallic material. It would also be conceivable that the roller body 8 is at least partially made of a composite material.

Während dem Auftragsvorgang dreht sich der Walzenkörper 4 in Drehrichtung 15 um seine axiale Drehachse 29 während sich die Auftragsvorrichtung 18 parallel zur Drehachse 29 entlang der Bewegungsrichtung 16 bewegt und optional zusätzlich senkrecht zur Drehachse 29 entlang der Bewegungsrichtung 17 bewegen kann.During the application process, the roller body 4 rotates in the rotational direction 15 about its axial axis of rotation 29 while the applicator 18 moves parallel to the axis of rotation 29 along the direction of movement 16 and optionally additionally can move perpendicular to the axis of rotation 29 along the direction of movement 17.

Die Auftragsvorrichtung 18 weist eine Auswurfsöffnung 25 zum Austritt von losen Faserstücken 26 der Faserkomponente 5 und eine Austrittsöffnung 28 zum Austritt eines Gemisches 27 aus der Matrixkomponente 6, der Füllstoffkomponente 9 und weiteren Komponenten wie bspw. einer Farbkomponente und dgl. auf. Die Auswurföffnung 25 und die Austrittsöffnung 28 sind dergestalt eingestellt, dass das Gemisch 27 und die losen Faserstücke 26 im wesentlichen auf die gleiche Stelle der Mantelfläche 14 des Walzenkörpers 4 auftreffen und dabei einen Faserverbund-Werkstoff bilden. Das Gemisch 27 und die losen Faserstücke 26 werden somit in einem Spritzprozess aufgetragen, bei welchem die losen Faserstücke 26 in das Gemisch 27 aus Matrixkomponente 6, Füllstoffkomponente 9 und Farbkomponente eingebettet werden. Eine Aufbringung einzelner Komponenten durch Aufstreuen (nicht dargestellt) ist erfindungsgemäß ebenso möglich.The application device 18 has an ejection opening 25 for the exit of loose fiber pieces 26 of the fiber component 5 and an outlet opening 28 for the exit of a mixture 27 of the matrix component 6, the filler component 9 and other components such as. A color component and the like. The ejection opening 25 and the outlet opening 28 are set in such a way that the mixture 27 and the loose fiber pieces 26 impinge substantially on the same point of the lateral surface 14 of the roller body 4 and thereby form a fiber composite material. The mixture 27 and the loose fiber pieces 26 are thus applied in an injection process in which the loose fiber pieces 26 are embedded in the mixture 27 of matrix component 6, filler component 9 and color component. An application of individual components by scattering (not shown) is also possible according to the invention.

Des weiteren weist die Auftragsvorrichtung 18 eine Einspeisvorrichtung 23 zum Einspeisen der Faserkomponente 5 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Einspeisvorrichtung als Einspeisöffnung 23 ausgeführt, in weiche die Faserkomponente 5 eingeführt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die zugeführte Faserkomponente 5 in Form von langen Fasersträngen vor. Zwischen der Einspeisöffnung 23 und der Auswurföffnung 25 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung 29 vorgesehen. In der Zerkleinerungsvorrichtung 29 wird die eingeführte Faserkomponente 5 zu losen Faserstücken 26 mit definierter Längenverteilung zerkleinert.Furthermore, the application device 18 has a feed device 23 for feeding in the fiber component 5. In the present embodiment, the feed device is designed as a feed opening 23 into which the fiber component 5 is introduced. In the present embodiment, the supplied fiber component 5 is in the form of long fiber strands. Between the feed opening 23 and the discharge opening 25, a crushing device 29 is provided. In the comminuting device 29, the introduced fiber component 5 is comminuted into loose fiber pieces 26 having a defined length distribution.

Darüber hinaus weist die Auftragsvorrichtung 18 Zuführöffnungen 19, 20, 21 und 22 zum Zuführen der Matrixkomponente 6, der Füllstoffkomponente 9 (auch mit einer weiteren Komponente bspw. Harz vorgeschischt) und der Farbkomponente auf. Die Matrixkomponente 6 umfasst üblicherweise einen oder mehrere Harztypen und einen oder mehrere Härtertypen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der oder die Harztypen der Auftragsvorrichtung 18 über die Zuführöffnung 19 zugeführt. Des weiteren werden der oder die Härtertypen der Auftragsvorrichtung 18 über die Zuführöffnung 20 zugeführt. Die Füllstoffkomponente 9 und die Farbkomponente werden der Auftragsvorrichtung 18 über die Zuführöffnungen 21 bzw. 22 zugeführt.In addition, the applicator 18 has feed openings 19, 20, 21 and 22 for feeding the matrix component 6, the filler component 9 (also pre-bleached with another component, for example, resin) and the color component. The matrix component 6 typically comprises one or more resin types and one or more types of curing agents. In the present embodiment, the resin type (s) of the application device 18 are supplied via the feed opening 19. Furthermore, the hardener type or types are supplied to the application device 18 via the feed opening 20. The filler component 9 and the color component are supplied to the application device 18 via the feed openings 21 and 22, respectively.

In der Auftragsvorrichtung 18 selbst werden die zugeführte Matrixkomponente 6, die Füllstoffkomponente 9 und die Farbkomponente zu dem Gemisch 27 vermischt, welches über die Austrittsöffnung 28 auf den Walzenkörper 4 zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Walzenbezugs 8 gespritzt wird.In the applicator 18 itself, the supplied matrix component 6, the filler component 9 and the color component are mixed to form the mixture 27, which is injected via the outlet opening 28 onto the roll body 4 to produce a roll cover 8 according to the invention.

Bei der Herstellung des Faserverbund - Walzenbezugs 8 auf dem Walzenkörper 4, werden die losen Faserstücke 26 der Faserkomponente 5 und das Gemisch 27 aus Matrixkomponente 6 und Füllstoffkomponente 9 durch Drehung des Walzenkörpers 4 und durch Bewegung der Auftragsvorrichtung 18 entlang der Bewegungsrichtung 16 an unterschiedlichen Orten auf dem Walzenkörper 4 aufgebracht, wobei die Zusammensetzung aus losen Faserstücken 26 und Gemisch 27 sowie die Zusammensetzung der losen Fasem 26 und / oder des Gemisches 27 selbst abhängig von der axialen und / oder radialen Position des Orts auf dem Walzenkörper 4 eingestellt wird um zu erreichen, dass sich die Materialzusammensetzung aus Faserkomponente 5, Matrixkomponente 6 und Füllstoffkomponente 9 erfindungsgemäß, entsprechend den jeweiligen Anforderungen an den Walzenbezug 8, zumindest abschnittweise kontinuierlich ändert.In the production of the fiber composite roll cover 8 on the roll body 4, the loose fiber pieces 26 of the fiber component 5 and the mixture 27 of matrix component 6 and filler component 9 by rotating the roller body 4 and by moving the applicator 18 along the direction of movement 16 at different locations applied to the roll body 4, wherein the composition of loose fiber pieces 26 and mixture 27 and the composition of the loose Fasem 26 and / or the mixture 27 itself is set depending on the axial and / or radial position of the location on the roll body 4 to achieve that the material composition of fiber component 5, matrix component 6 and filler component 9 according to the invention, according to the respective requirements of the roll cover 8, at least in sections continuously changes.

So ist es möglich, dass die Faserkomponente 5 durch einen oder mehrere Fasertypen, wie bspw Glas- oder Carbon- oder Aramid- oder Bor- oder Polypropylen-oder Polyester- oder PPS- oder PEEK- Fasern gebildet wird und / oder dass sich die Zusammensetzung der Faserkomponente 5 ändert, in dem sich der Anteil und / oder der Durchmesser und / oder die Längenverteilung und / oder die Orientierung der Faserstücke zumindest eines Fasertyps ändert. Bevorzugt weisen die losen Faserstücke eine Längenverteilung von 1 bis 10 mm, bevorzugt von 1 bis 3mm und /oder von 3 bis 10 mm auf, wobei die Längenverteilung erfindungsgemäß abhängig von der axialen und radialen Position der Orts auf den diese auf den Walzenkörper 4 aufgetragen werden variieren kann oder variiert.Thus, it is possible that the fiber component 5 is formed by one or more types of fibers, such as glass or carbon or aramid or boron or polypropylene or polyester or PPS or PEEK fibers and / or that the composition the fiber component 5 changes, in which the proportion and / or the diameter and / or the length distribution and / or the orientation of the fiber pieces of at least one fiber type changes. Preferably, the loose fiber pieces have a length distribution of 1 to 10 mm, preferably from 1 to 3 mm and / or from 3 to 10 mm, wherein the length distribution according to the invention depending on the axial and radial position of the location on which these are applied to the roll body 4 may vary or varies.

Wie bereits erwähnt wird die Matrixkomponente 6 durch einen oder mehrere Harztypen und durch einen oder mehrere Härtertypen gebildet. Als Harztypen sind bspw. elastomere und / oder thermoplastische und / oder duroplastische Harze denkbar. Die Zusammensetzung der Matrixkomponente 6 ändert sich bspw. dadurch, in dem sich das Mischungsverhältnis und die Komponenten zumindest eines Harztypen und / oder zumindest einer Härterkomponenten ändert, bspw. den Wechsel von einem Bisphenol A Epoxidharztyp zu einem Bisphenol F Epoxidharztyp und / oder einer Variation von aromatischen und / oder aliphatischen Aminhärtern.As already mentioned, the matrix component 6 is formed by one or more resin types and by one or more types of hardeners. As resin types, for example, elastomeric and / or thermoplastic and / or thermosetting resins are conceivable. The composition of the matrix component 6 changes, for example, in that the mixing ratio and the components of at least one type of resin and / or at least one hardener component changes, for example the change from a bisphenol A epoxy resin type to a bisphenol F epoxy resin type and / or a variation of aromatic and / or aliphatic amine hardeners.

Des weiteren wird die Füllstoffkomponente durch einen oder mehrere Füllstofftypen gebildet, wobei als Füllstofftypen bspw. Verschleiß mindernde Füllstoffe und / oder die Viskosität beeinflussende Füllstoffe und / oder die Oberflächenspannung beeinflussende Füllstoffe und / oder die Leitfähigkeit beeinflussende Füllstoffe Verwendung finden können. Als Verschleiß mindernde Füllstofftypen sind Carbide oder Metalle oder Oxide wie bspw. Metalloxide wie Cr-Oxid, Fe-Oxid oder Al-Oxid oder Faserpulp aus Carbon und / oder Aramid und / oder Glas im Größenbereich von 1 bis 1000µm, vorzugsweise 5 bis 100µm denkbar. Als die Oberflächenspannung beeinflussende Füllstofftypen sind Thermoplaste oder ionische Füllstoffe denkbar. Die Zusammensetzung der Füllstoffkomponente ändert sich hierbei bspw., in dem sich der Anteil und / oder die Korngröße zumindest eines Füllstofftyps ändert. Hierbei kann zumindest ein Füllstofftyp eine Komgröße im Nanometer- und / oder im Mikrometer-und / oder im Millimeterbereich aufweisen.Furthermore, the filler component is formed by one or more types of filler, wherein as fillers, for example, wear-reducing fillers and / or viscosity-influencing fillers and / or surface tension influencing fillers and / or conductivity-influencing fillers can be used. As wear-reducing filler types are carbides or metals or oxides such as metal oxides such as Cr oxide, Fe oxide or Al oxide or fiber pulp of carbon and / or aramid and / or glass in the size range of 1 to 1000 .mu.m, preferably 5 to 100 .mu.m conceivable , Thermoplastics or ionic fillers are conceivable as fillers influencing the surface tension. In this case, the composition of the filler component changes, for example, in which the proportion and / or the grain size of at least one filler type changes. Here, at least one type of filler may have a grain size in the nanometer and / or micrometer and / or millimeter range.

Selbstverständlich können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unabhängig voneinander mehrere Schichten mit zueinander korrespondierenden Außen- und Innendurchmessem hergestellt werden, die anschließend durch Adhäsive oder Haftvermittler miteinander verbunden werden.Of course, with the method according to the invention, several layers can be produced independently of each other with outer and inner diameters corresponding to one another, which are then connected to one another by means of adhesives or adhesion promoters.

Des weiteren kann auf den erfindungsgemäßen Faser-Verbund Walzenbezug 8 ein typischer Gummibezug aufgebracht werden, welcher durch Vulkanisieren vemetzt wird.Furthermore, a typical rubber cover can be applied to the fiber composite roll cover 8 according to the invention, which is crosslinked by vulcanization.

Die Figur 3 zeigt eine weitere Anordnung 30 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.FIG. 3 shows a further arrangement 30 for carrying out the method according to the invention.

Gemäß der in der Figur 3 gezeigten Anordnung sind mehrere Auftragsvorrichtungen 31, 32 und 33 vorgesehen, die in Umfangrichtung des mit einem Walzenbezug 8 zu beschichtenden Walzenkörpers 4 hintereinander liegend angeordnet sind.According to the arrangement shown in FIG. 3, a plurality of application devices 31, 32 and 33 are provided, which are arranged one behind the other in the circumferential direction of the roll body 4 to be coated with a roll cover 8.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Walzeroller
22
Walzenseiteroll side
33
Verschleißseitewear side
44
Walzenkörperroller body
55
Faserkomponentefiber component
66
Matrixkomponentematrix component
77
radiale Richtungradial direction
88th
Walzenbezugroll cover
99
Füllstoffkomponentefiller
1010
erster Matrixtypfirst matrix type
1111
zweiter Matrixtypsecond matrix type
1212
Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen VerfahrensArrangement for carrying out the method according to the invention
1414
Mantelflächelateral surface
1515
Drehrichtungdirection of rotation
1616
Bewegungsrichtungmovement direction
1717
Bewegungsrichtungmovement direction
1818
Auftragsvorrichtungapplicator
1919
Zuführöffnungfeed
2020
Zuführöffnungfeed
2121
Zuführöffnungfeed
2222
Zuführöffnungfeed
2323
Einspeisöffnungfeed port
2525
Auswurföffnungejection port
2626
lose Faserstückeloose fiber pieces
2727
Gemischmixture
2828
Austrittsöffnungoutlet opening
2929
Zerkleinerungsvorrichtungcomminution device
3030
Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen VerfahrensArrangement for carrying out the method according to the invention
3131
Auftragsvorrichtungapplicator
3232
Auftragsvorrichtungapplicator
3333
Auftragsvorrichtungapplicator

Claims (32)

Faserverbund - Walzenbezug für den Einsatz in Flächenmaterial verarbeitenden Maschinen, wobei das Material des Walzenbezugs eine Faserkomponente und eine Matrixkomponente aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Materialzusammensetzung aus Faserkomponente und Matrixkomponente zumindest abschnittweise kontinuierlich ändert.
Fiber composite - roll cover for use in sheet processing machines, wherein the material of the roll cover comprises a fiber component and a matrix component,
characterized,
that the material composition of fiber component and matrix component changes at least in sections continuously.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Material des Walzenbezugs eine Füllstoffkomponente aufweist, wobei sich die Materialzusammensetzung aus Faserkomponente und / oder Matrixkomponente und / oder Füllstoffkomponente zumindest abschnittweise kontinuierlich ändert.
Fiber composite - roll cover according to claim 1,
characterized,
that the material of the roll cover includes a filler component, wherein the material composition of the fiber component and / or matrix component and / or filler component changes continuously at least in sections.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Zusammensetzung und / oder der Anteil der Faserkomponente und / oder der Matrixkomponente und / oder der Füllstoffkomponente kontinuierlich ändert.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 1 to 2,
characterized,
that the composition and / or the proportion of the fiber component and / or the matrix component and / or the filler component changes continuously.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Zusammensetzung in axialer Richtung und / oder in radialer Richtung der Walzenbezugs zumindest abschnittweise kontinuierlich ändert.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 1 to 3,
characterized,
that the composition in the axial direction and / or in the radial direction of the roll cover at least in sections continuously changes.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserkomponente durch einen oder mehrere Fasertypen gebildet wird.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that the fiber component is formed by one or more fiber types.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Fasertyp durch anorganische Fasern bspw. aus Glas, Metall, keramische Fasern, Bor oder organische Fasern wie bspw. Carbon und / oder Aramid und / oder Polypropylen oder Polyester oder Hochleistungsthermoplaste wie bspw. PPS oder PEEK oder PTFE Fasern gebildet wird.
Fiber composite - roll cover according to claim 5,
characterized,
that a type of fiber is formed by inorganic fibers, for example, glass, metal, ceramic fibers, boron or organic fibers such as carbon and / or aramid and / or polypropylene or polyester or high-performance thermoplastics such as PPS or PEEK or PTFE fibers.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Zusammensetzung der Faserkomponente ändert, in dem sich der Anteil und / oder der Durchmesser und / oder die Längenverteilung und / oder die Orientierung der Fasern zumindest eines Fasertyps ändert.
Fiber composite - roll cover according to claim 5 or 6,
characterized,
in that the composition of the fiber component changes, in which the proportion and / or the diameter and / or the length distribution and / or the orientation of the fibers of at least one fiber type changes.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 5,6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Fasertyp durch lose Faserstücke mit definierter Längenverteilung gebildet wird, die vor dem Einbetten in die Matrixkomponente nicht miteinander verbunden sind.
Fiber composite - roll cover according to claim 5, 6 or 7,
characterized,
that at least one fiber type is formed by loose pieces of fiber with a defined length distribution, which are not connected to each other before embedding in the matrix component.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Fasertyp einen Anteil von Faserstücken aufweist, die nicht gerichtet in die Matrixkomponente eingebettet sind.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 5 to 8,
characterized,
in that at least one type of fiber has a portion of fiber pieces which are not directionally embedded in the matrix component.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Fasertyp Faserstücke mit einer Längenverteilung von 1 bis 10 mm, bevorzugt von 1 bis 3mm und / oder von 3 bis 10 mm aufweist.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 5 to 9,
characterized,
in that at least one fiber type has pieces of fiber with a length distribution of 1 to 10 mm, preferably of 1 to 3 mm and / or of 3 to 10 mm.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Matrixkomponente einen oder mehrere Harztypen und einen oder mehrere Härtertypen umfasst.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 1 to 10,
characterized,
that the matrix component is one or more types of resin and curing agent comprises one or more types.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Harztyp ein elastomeres oder ein duroplastisches Harz (Epoxide, Cyanatester, Phenolharze) und / oder ein thermoplastische Werkstoff (PE, PP, PPS, PEEK,...) und / oder eine Mischung derselben ist.
Fiber composite - roll cover according to claim 11,
characterized,
that a type of the same resin is an elastomeric or a thermoset resin (epoxides, cyanate esters, phenolic resins) and / or a thermoplastic material (PE, PP, PPS, PEEK, ...) and / or a mixture thereof.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das durolplastische Harz Epoxydharz ist.
Fiber composite - roll cover according to claim 12,
characterized,
that the duroplastic resin is epoxy resin.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elastomere Harz Polyurethanharz oder Gummi ist.
Fiber composite - roll cover according to claim 12,
characterized,
that the elastomeric resin is polyurethane resin or rubber.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Zusammensetzung der Matrixkomponente ändert, in dem sich das Mischungsverhältnis zumindest eines Harztypen und / oder zumindest einer Härterkomponenten ändert.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 11 to 14,
characterized,
that the composition of the matrix component changes, in which the mixture ratio changes at least a resin types and / or at least one curing agent components.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 2 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Füllstoffkomponente durch einen oder mehrere Füllstofftypen gebildet wird.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 2 to 15,
characterized,
that the filler is formed by one or more types of fillers.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Füllstofftypen Verschleiß mindernde Füllstoffe und / oder die Viskosität beeinflussende Füllstoffe und / oder die Oberflächenspannung beeinflussende Füllstoffe und / oder die Leitfähigkeit beeinflussende Füllstoffe Verwendung finden.
Fiber composite - roll cover according to claim 16,
characterized,
in that fillers which reduce wear are wear-reducing fillers and / or fillers influencing the viscosity and / or fillers influencing the surface tension and / or fillers influencing the conductivity are used.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass Verschleiß mindernde Füllstofftypen Carbide oder Metalle oder Oxide oder Faserpulp aus Carbon und / oder Aramid und / oder Glas im Größenbereich von 1 bis 1000µm, vorzugsweise 5 bis 100µm sind.
Fiber composite - roll cover according to claim 17,
characterized,
that wear-reducing filler types are carbides or metals or oxides or fiber pulp of carbon and / or aramid and / or glass in the size range of 1 to 1000 .mu.m, preferably 5 to 100 .mu.m.
Faserverbund - Walzenbezug nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberflächenspannung beeinflussende Füllstofftypen Thermoplaste oder ionische Füllstoffe sind.
Fiber composite - roll cover according to claim 17,
characterized,
that the surface tension affecting filler types are thermoplastics or ionic fillers.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Zusammensetzung der Füllstoffkomponente ändert, in dem sich der Anteil und / oder die Korngröße zumindest eines Füllstofftyps ändert.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 17 to 19,
characterized,
that the composition of the filler component changes, in which the content and / or the grain size changes at least one filler type.
Faserverbund - Walzenbezug nach einem der Ansprüche 17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Füllstofflyp eine Korngröße im Nanometer- und / oder im Mikrometer- und / oder im Millimeterbereich aufweist.
Fiber composite - roll cover according to one of claims 17 to 20,
characterized,
that at least one Füllstofflyp has a grain size in the nanometer and / or in the micrometer and / or in the millimeter range.
Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund - Walzenbezugs auf einem Walzenkörper, wobei das Material des Walzenbezugs eine Faserkomponente und eine Matrixkomponente aufweist, mit folgenden Schritten, - Aufbringen der Faserkomponente und der Matrixkomponente an einem bestimmten Ort auf dem Walzenkörper, wobei die Zusammensetzung aus Faserkomponente und Matrixkomponente abhängig von der axialen und / oder radialen Position des Orts auf dem Walzenkörper ist, - Wiederholen der vorgenannten Schritte an einem anderen Ort des Walzenkörpers. Process for producing a fiber composite - roll cover on a roll body, wherein the material of the roll cover comprises a fiber component and a matrix component, with the following steps, Applying the fiber component and the matrix component at a specific location on the roller body, wherein the composition of fiber component and matrix component is dependent on the axial and / or radial position of the location on the roller body, - Repeat the above steps at a different location of the roller body. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit der Faserkomponente und der Matrixkomponente ebenfalls eine Füllstoffkomponente aufgebracht wird.
Method according to claim 22,
characterized,
that with the fiber component and the matrix component also a filler component is applied.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserkomponente und / oder die Matrixkomponente und l oder die Füllstoffkomponente durch einen Spritzprozess aufgetragen werden.
Method according to one of claims 22 to 23,
characterized,
in that the fiber component and / or the matrix component and l or the filler component are applied by an injection process.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zusammensetzung und / oder der Gehalt der Faserkomponente und /oder der Matrixkomponente und / oder der Füllstofflcomponente abhängig von der axialen und / oder radialen Position des Orts auf dem Walzenkörper ist, auf den aufgetragen wird.
Method according to one of claims 22 to 24,
characterized,
that the composition and / or the content of the fiber component and / or matrix component and / or the Füllstofflcomponente is the location on the roll body depends on the axial and / or radial position, is applied to the.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Material der Walzenbezugs mit einer Auftragsvorrichtung auf den Walzenkörper aufgetragen wird, wobei sich die Auftragsvorrichtung in axialer und / oder in radialer Richtung des Walzenkörpers bewegen kann.
Method according to one of claims 22 to 25,
characterized,
that the material of the roll cover is applied with an application device to the roller body, with the applicator in the axial and / or move in a radial direction of the roll body can.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Auftragsvorrichtungen vorgesehen sind.
Method according to one of claims 22 to 26,
characterized,
that a plurality of application devices are provided.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Walzenkörper beim Auftragen um seine axiale Achse rotiert.
Method according to one of claims 22 to 27,
characterized,
that the roller body rotates when applied about its axial axis.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Walzenbezug in einer Lage oder in mehreren Lagen aufgetragen wird.
Method according to one of claims 22 to 28,
characterized,
that the roll cover is applied in one layer or in several layers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Walzenbezug in einer Unter- oder Überdruckatmosphäre ausgehärtet wird.
Method according to one of claims 22 to 29,
characterized,
that the roll cover is cured in a low or high pressure atmosphere.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserkomponente durch einen oder mehrere Fasertypen gebildet wird, wobei vor dem Aufbringen der Faserkomponente bei zumindest einem Fasertypen Fasern mit definierten Längen erzeugt werden.
Method according to one of claims 22 to 30,
characterized,
in that the fiber component is formed by one or more fiber types, fibers of defined lengths being produced in at least one fiber type prior to application of the fiber component.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 22 bis 31.Apparatus for carrying out the method according to one of claims 22 to 31.
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