EP2118164A2 - Walzenbezug und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Walzenbezug und verfahren zu seiner herstellung

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EP2118164A2
EP2118164A2 EP07875254A EP07875254A EP2118164A2 EP 2118164 A2 EP2118164 A2 EP 2118164A2 EP 07875254 A EP07875254 A EP 07875254A EP 07875254 A EP07875254 A EP 07875254A EP 2118164 A2 EP2118164 A2 EP 2118164A2
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EP
European Patent Office
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ndi
polyurethane
roll
hardener
weight
Prior art date
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Ceased
Application number
EP07875254A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Wokurek
Martin Breineder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE200710042819 external-priority patent/DE102007042819A1/de
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2118164A2 publication Critical patent/EP2118164A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7678—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing condensed aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a roll shell or roll cover of a roll made of an NDI-based polyurethane plastic.
  • the invention also relates to an NDI polyurethane for producing a roll shell or roll cover of a roll formed by mixing an NDI prepolymer with a curing agent.
  • Polyurethane elastomers which are formed by a one- or multistage reaction of NDI (naphthylene-1,5-diisocyanate) with mixtures of polyols, diols and diamines have been known for several decades.
  • NDI naphthylene-1,5-diisocyanate
  • NDI polyurethane elastomers are characterized by high tear and tear propagation resistance, high abrasion resistance, and high elasticity.
  • the object of the invention is therefore to reduce the shrinkage and to improve the green strength, so as to expand the application possibilities of the plastic.
  • this object is achieved in that the curing agent added to the polyurethane prepolymer shortens the pot life to 5 to 60 s.
  • the reaction rate and the increase in viscosity in the course of the crosslinking reaction between the NDI-based preparation and Polymer and the hardener are controlled so that the production of the roll mantle or the roll cover is possible by means of rotational molding.
  • the plastic is applied to a cylindrical, rotatably mounted casting with a movable parallel to the axis of the casting pouring nozzle, wherein the temperature of the applied plastic should be between 90 and 150 0 C.
  • a catalyst which is preferably selected from the group of polyurethane polymerization catalysts.
  • This group includes various organometallic compounds and salts of Zn, Co, Bi, Hg, Cd, K and the like. such as.:
  • the peripheral speed of the casting is between 15 and 80 m / min and the casting nozzle is moved axially at a speed between 5 and 10 mm / revolution.
  • the mixture should be carried out with the hardener in a mixing chamber according to the rotor / stator principle. It is advantageous that rotor and stator are constructed so that the following conditions are met:
  • the gap width distribution between the rotor and the stator resulting from the structural design should be in the range of 1 to 5 mm and should be as narrow as possible in order to achieve as uniform as possible a shear stress on the reaction mixture and thereby prevent clogging of the mixing chamber in areas of low shear rate.
  • the dead volume of the mixing chamber should be as low as possible. Mixing chambers with a dead volume of 5 to 50 ml have proven particularly suitable for mixing a material volume flow of 0.5 to 10 l / min.
  • the resulting short residence times require very effective mixing which is achieved, on the one hand, by high rotor speeds in the range of 1000-5000 rpm and, on the other hand, by flow dividing elements on the rotor and stator which prevent a straight-line flow through the mixing chamber.
  • the hardener consists of 60 to 99% by weight of 1, 4-butanediol, a maximum of 40% by weight of diamine and at most 1% by weight of a catalyst.
  • the hardener contains at least 1% by weight of diamine and / or at least 0.01% by weight of a catalyst.
  • the diamine in the hardener mixture should advantageously be chosen from the following group: - A -
  • the NDI prepolymer is advantageously prepared immediately before the casting process by a chemical reaction of naphthylene-1, 5-diisocyanate with a polyol.
  • the procedure is that the polyol is placed in a reaction vessel and brought to a starting temperature of about 100-150 0 C depending on the type.
  • the prepolymer is gradually degassed by applying a vacuum.
  • the prepolymer thus prepared must be further processed within a period of 0.5-2 hours as described.
  • Polypropylene glycol polytetramethylene glycol
  • polyester polyols polycarbonate polyols
  • polybutadiene polyols polybutadiene polyols
  • polycaprolactone polyols polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polyester polyols, polycarbonate polyols, polybutadiene polyols, polycaprolactone polyols.
  • the recently available finished NDI prepolymers from BAYER such as: Vulkollan 15 S37, can be used.
  • the stoichiometry of the mixture that is the molar ratio between the isocyanate content and the content of reactive hydrogen, should be between 0.80 and 1.20 in order to obtain an optimally balanced material property spectrum.
  • Such a produced roll shell or roll cover is very wear-resistant, heavy-duty and durable and is due to the high demands in particular for use in rolls in machines for producing and / or finishing a paper, cardboard, tissue or another fibrous web.
  • the roll shell according to the invention is used in a soft roll of a calender.
  • the hardness of the NDI polyurethane in the roll cover is preferably between 80 Shore A and 75 Shore D.
  • the loss factor of the NDI polyurethane in the roll cover is preferably between 0.01 and 0.03. Due to the low damping, the roll cover is optimized in relation to the maximum possible load pairing pressure / load frequency.
  • the elastic modulus of the NDI polyurethane in the roll cover is preferably between 100 and 3000 N / mm 2 .
  • a plastics material for forming a roll cover 1 is applied to a rotatably mounted casting body 2 in the form of a cylindrical roll base body by rotational molding. This is done via a suitably formed pouring nozzle 3, which receives the liquid plastic with a temperature between 130 and 140 0 C from a mixing chamber 4.
  • the dynamic mixing chamber 4 operates on the rotor / stator principle.
  • the casting body 2 rotates at a preferably constant peripheral speed, which lies between 15 and 80 m / min.
  • the parallel to the axis of rotation 5 of the casting 2 movable casting nozzle 3 is moved at a speed between 2 and 15, usually between 5 and 10 mm / revolution, so that a uniformly strong relation to the casting 2 is applied.
  • the output of the pouring nozzle 3 is between 500 and 10,000 g / min.
  • the plastic is formed by NDI polyurethane, which is produced by mixing an NDI prepolymer with a hardener in the mixing chamber 4.
  • the hardener should shorten the pot life to values between 8 and 12 s. This accelerated crosslinking allows the application of the rotational casting process.
  • a hardener consisting of 96% by weight of 1, 4-butanediol, 4.95% by weight of p-phenylenediamine and 0.05% by weight of dioctyltin mercaptide.
  • the proportion of diamine determined by its extremely fast reaction rate, the flow behavior of the plastic mixture at the time of exit from the casting nozzle 3 and in the first 2-5 seconds after. This flow behavior is crucial for successful process control. Too low a viscosity, depending on the speed and diameter of the rotating casting body 2, results in rapid draining or spilling off of the used-up material and thus limits the achievable layer thickness. Too high viscosity prevents uniform flow of the plastic, resulting in an undesirable coarse surface texture (ribs) and air pockets.
  • the catalyst subsequently causes a rapid re-drawing of the butanediol isocyanate crosslinking reaction. He is thus responsible for a very rapid passage through the period of the potting material consistency (cheesy state) during which the workpiece is extremely susceptible to the occurrence of fatal stress cracks.
  • the Stöchiomiethe of the mixture is 85% (isocyanate excess).
  • rolls for use in machines for producing and / or finishing a paper, board, tissue or another fibrous web.
  • Such rolls are subjected to a very high load and have lengths of up to 10 m and a diameter of up to 2 m.
  • the process as well as the plastic are also suitable for the production of flexible roll shells. These are usually reinforced by fibers embedded in the plastic, threads or the like and are mainly used in the dewatering or smoothing of the fibrous web.
  • the roll shells are made in an analogous manner by applying the plastic to a cylindrical casting 2, wherein the finished roll shell, however, withdrawn from the casting 2 or the casting 2 is removed from the cast roll shell.
  • Roll covers 1 or roll shells produced in this manner are distinguished by an increase in the permanent load capacity with regard to line load and machine speed and the extension of possible grinding intervals for machining the jacket surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Walzenmantels oder Walzenbezugs (1 ) einer Walze aus einem NDI basierten Polyurethan-Kunststoff. Dabei soll eine möglichst rasche Überwindung der Grünfestigkeitsschwäche zur Vermeidung von Spannungsrissen dadurch erreicht werden, dass der dem Polyurethan zugesetzte Härter die Topfzeit auf 5 bis 60 s verkürzt. Die Erfindung betrifft auch ein NDI-Polyurethan zur Herstellung eines Walzenmantels oder Walzenbezugs (1 ) einer Walze gebildet durch Mischung eines NDI-Präpolymers mit einem Härter, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, wobei wesentlich ist, dass der Härter aus 60 bis 99 Gewichts-% 1,4-Butandiol, maximal 40 Gewichts-% Diamin sowie höchstens 1 Gewichts-% eines Katalysators besteht.

Description

Walzenbezug und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Walzenmantels oder Walzenbezugs einer Walze aus einem NDI basierten Polyurethan-Kunststoff.
Die Erfindung betrifft ebenso ein NDI-Polyurethan zur Herstellung eines Walzenmantels oder Walzenbezugs einer Walze gebildet durch Mischung eines NDI- Präpolymers mit einem Härter.
Polyurethan Elastomere die durch eine ein- oder mehrstufige Reaktion von NDI (Naphtylen-1 ,5-diisocyanat) mit Mischungen von Polyolen, Diolen und Diaminen ent- stehen sind seit mehreren Jahrzehnten bekannt.
NDI-Polyurethan Elastomere zeichnen sich durch hohe Reiß- und Weiterreißfestigkeit, hohe Abriebbeständigkeit, und hohe Elastizität aus.
Jedoch kommt es beim Erhärten zu starkem Schrumpf und schlechter Grünfestigkeit.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Schrumpf zu vermindern und die Grünfestigkeit zu verbessern, um so die Einsatzmöglichkeiten des Kunststoffs zu erweitern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der dem Polyurethan Präpolymer zugesetzte Härter die Topfzeit auf 5 bis 60 s verkürzt.
Durch die verminderte Topfzeit kommt es zu einer raschen Überwindung der Grünfestigkeitsschwäche, was die Gefahr von Spannungsrissen während des Aushärtens des Kunststoffs erheblich vermindert.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Topfzeit auf 8 bis 20 s verkürzt wird.
Durch die geeignete Wahl des Härters kann die Reaktionsgeschwindigkeit und der Viksoitätsanstieg im Zuge der Vernetzungsreaktion zwischen dem NDl-basierten Prä- polymer und dem Härter so gesteuert werden, dass die Herstellung des Walzen- mantels oder des Walzenbezug mittels Rotationsguss möglich wird.
Dies wird noch dadurch unterstützt, dass durch die beschleunigte Vernetzungs- reaktion ein schnelles Durchschreiten des Zeitraums der topfigen Materialkonsistenz, bei der das Material fest, aber ohne wesentliche mechanische Festigkeit und Elastizität ist, erfolgt.
Dabei wird der Kunststoff auf einem zylindrischen, drehbar gelagerten Gießkörper mit einer parallel zur Achse des Gießkörpers verfahrbaren Gießdüse aufgetragen, wobei die Temperatur des aufgetragenen Kunststoffs zwischen 90 und 1500C liegen sollte.
Um die Spannungsrißneigung des aufgebrachten Kunststoffes während des Aushärtens zu verringern, sollte dieser einen Katalysator enthalten, der vorzugsweise aus der Gruppe der PU Polymeriastionskatalystoren gewählt wird. Zu dieser Gruppe gehören verschiedenste metallorganische Verbindungen und Salze von Zn, Co, Bi, Hg, Cd, K u.v.a.m. wie z.B.:
Dibutylzinndilaurat, Zinnoctoat, Dioctylzinndiacetat, Dibutylzinnmercaptid, Dibutylzinn- oxid, Dimethylzinnmercaptid, Dioctylzinnmercaptid, Dimethylzinncarboxylat, ... Weiters alle tertiären Amine wie z.B.:
Bis-(2-dimethylaminoethyl)-ether, Alkylmorpholine, 1 ,4-Diazabicyclooctan, N1N- Alkylbenzylamine, 1 ,2-Dimethylimidazol, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N, N, N', N'- Tetramethylethylendiamin.
Vor allem beim Gießen großer hohlzylindrischer Bauteile, wie Pressmänteln oder Walzenbezügen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Gießkörpers zwischen 15 und 80 m/min liegt und die Gießdüse mit einer Geschwindigkeit zwischen 5 und 10 mm/Umdrehung axial verfahren wird.
Um eine gute Durchmischung der Komponenten zu erreichen, sollte die Mischung mit dem Härter in einer Mischkammer nach dem Rotor/Stator Prinzip erfolgen. Es ist vorteilhaft dass Rotor und Stator konstruktiv so ausgeführt sind, dass folgende Bedingungen erfüllt sind:
Die durch die konstruktive Ausführung resultierende Spaltbreitenverteilung zwischen Rotor und Stator sollte im Bereich von 1 -5 mm liegen und möglichst eng sein, um eine möglichst gleichmäßige Scherbelastung der Reaktionsmischung zu erreichen und dadurch eine Verstopfung der Mischkammer in Bereichen mit geringer Schergeschwindigkeit zu verhindern.
Das Totvolumen der Mischkammer sollte möglichst gering sein. Besonders bewährt haben sich Mischkammern mit einem Totvolumen von 5 bis 50 ml zur Durchmischung eines Materialvolumensstromes von 0,5 bis 10 l/min.
Die daraus resultierenden kurzen Verweilzeiten erfordern eine sehr effektive Durchmi- schung die einerseits durch hohe Rotordrehzahlen im Bereich von 1000-5000 U/min und andererseits durch Strömungsteilende Elemente an Rotor und Stator, die ein geradliniges Durchfließen der Mischkammer verhindern, erreicht wird.
Hinsichtlich des NDI-Polyurethan ist erfindungswesentlich, dass der Härter aus 60 bis 99 Gewichts-% 1 ,4-Butandiol, maximal 40 Gewichts-% Diamin sowie höchstens 1 Gewichts-% eines Katalysators besteht.
Über eine derartige Härterzusammensetzung lässt sich die gewünschte Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit und der Vikositätsanstieg im Zuge der Vernetzungsreaktion besonders gut erreichen.
Dabei ist es von Vorteil, wenn der Härter zumindest 1 Gewichts-% Diamin und/oder wenigstens 0,01 Gewichts-% eines Katalysators enthält.
Das Diamin in der Härtermischung sollte vorteilhaft aus folgender Gruppe gewählt werden: - A -
Diethyltoluoldiamin, Dimethylthiotoluoldiamin, Hexamethylendiamin, Tetramethylen- diamin, Ethylendiamin, o-Phenylendiamin, m-Phenylendiamin, p-Phenylendiamin, 1 ,4- Diaminocyclohexan, 1 ,2-Diaminocyclohexan, 4,4'-Diaminodiphenylnnethan, Iso- phorondiamin, 4,4*-Diaminodicyclohexylnnethan, 4,4*-Methylene-bis-(3-chloro-anilin), 4,4*-Methylene-bis-(3-chloro-2,6-diethylanilin), Trime-thylenglycoldi-p-annino- benzoate, 1 ,2-Bis-(2-aminophenylthio)ethan, 4,4*-Diamino-3,3*-dinnethyl-dicyclo- hexylmethan.
Das NDI-Präpolymer wird vorteilhaft unmittelbar vor dem Gießprozeß durch eine chemische Reaktion von Naphtylen-1 ,5-diisocyanat mit einem Polyol hergestellt.
Dabei wird so verfahren dass das Polyol in einem Reaktionskessel vorgelegt und je nach Type auf eine auf eine Startemperatur von etwa 100-1500C gebracht wird.
Anschließend wird rasch und unter ständigem Rühren das feste NDI eingemischt.
Während und nach dem Abklingen der dabei eintretenden chemischen Reaktion wird das Präpolymer durch anlegen eines Vaccuums schrittweise entgast. Das so hergestellte Präpolymer muss innerhalb eines Zeitraumes von 0,5-2 Stunden wie beschrieben weiterverarbeitet werden.
Das Polyol wird vorteilhaft aus folgender Gruppe gewählt:
Polypropylenglycol, Polytetramethylenglycol, Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole, Polybutadienpolyole, Polycaprolactonpolyole.
Bevorzugt eignen sich lineare Diole mit einer mittleren Molmasse im Bereich von 650- 3000.
In manchen Fällen ist es zum Zwecke der Viscositätseinstellung vorteilhaft einen Teil des Polyols nicht im zuge der Präpolymerherstellung sondern im Zuge der Vernetzungsreaktion als Zumischung zur Härterkomponente beizugeben.
Alternativ können die neuerdings verfügbaren fertigen NDI-Präpolymere der Fa. BAYER wie z.B.: Vulkollan 15 S37 verwendet werden. Die Stöchiometrie der Mischung, also das molare Verhältnis zwischen dem Isocyanatgehalt und dem Gehalt an reaktivem Wasserstoff sollte zwischen 0,80 und 1 ,20 liegen, um ein optimal ausgewogenes Materialeigenschaftsspektrum zu erhalten.
Ein derartig hergestellter Walzenmantel oder Walzenbezug ist sehr verschleißfest, hochbelastbar und langlebig und eignet sich wegen der hohen Anforderungen insbesondere zur Anwendung bei Walzen in Maschinen zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn.
Vorzugsweise findet der erfindungsgemäße Walzenmantel in einer weichen Walze eines Kalanders Verwendung.
Die Härte des NDI-Polyurethans im Walzenbezug liegt vorzugsweise zwischen 80 Shore A und 75 Shore D.
Des Weiteren beträgt der Verlustfaktor des NDI-Polyurethans im Walzenbezug vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,03. Durch die niedrige Dämpfung ist der Walzenbezug im Bezug auf die maximal mögliche Belastungspaarung Druck/Lastfrequenz optimiert.
Vorzugsweise liegt der Elastizitätsmodul des NDI-Polyurethans im Walzenbezug zwischen 100 und 3000 N/mm2 liegt.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur einen schematischen Querschnitt durch eine Gießvorrichtung.
Dabei wird auf einen drehbar gelagerten Gießkörper 2 in Form eines zylindrischen Walzengrundkörpers im Rotationsgussverfahren ein Kunststoff zur Bildung eines Walzenbezugs 1 aufgetragen. Dies erfolgt über eine geeignet ausgebildete Gießdüse 3, die den flüssigen Kunststoff mit einer Temperatur zwischen 130 und 1400C von einer Mischkammer 4 erhält.
Die dynamische Mischkammer 4 arbeitet nach dem Rotor/Stator Prinzip.
Während des Auftragens rotiert der Gießkörper 2 mit einer, vorzugsweise konstanten Umfangsgeschwindigkeit, die zwischen 15 und 80 m/min liegt. Die parallel zur Rotationsachse 5 des Gießkörpers 2 verfahrbare Gießdüse 3 wird mit einer Geschwindigkeit zwischen 2 und 15, normalerweise zwischen 5 und 10 mm/Umdrehung bewegt, so dass ein gleichmäßig starker Bezug auf den Gießkörper 2 aufgetragen wird.
Der Ausstoß der Gießdüse 3 liegt zwischen 500 und 10000 g/min.
Zur Herstellung eines möglichst widerstandsfähigen Walzenbezugs 1 wird der Kunststoff von NDI-Polyurethan gebildet, welches durch Mischung eines NDI-Prä- polymers mit einem Härter in der Mischkammer 4 entsteht.
Dabei soll der Härter die Topfzeit auf Werte zwischen 8 und 12 s verkürzen. Diese beschleunigte Vernetzung ermöglicht erst die Anwendung des Rotationsgussverfahrens.
Erreicht wird dies hier durch einen Härter, der aus 96 Gewichts-% 1 ,4-Butandiol, 4,95 Gewichts-% p-Phenylendiamin und 0,05 Gewichts-% Dioctylzinnmercaptid besteht.
Der Anteil an Diamin bestimmt durch seine extrem schnelle Reaktionsgeschwindigkeit das Fließverhalten der Kunststoffmischung zum Zeitpunkt des Austritts aus der Gießdüse 3 und in den ersten 2-5 Sekunden danach. Dieses Fließverhalten ist für eine erfolgreiche Prozessführung entscheidend. Zu geringe Viscosität hat abhängig von Drehzahl und Durchmesser des rotierenden Gießkörpers 2 ein rasches Abrinnen bzw. Abschleudern des aufgebrauchten Materials zur Folge und limitiert somit die erzielbare Schichtstärke. Zu hohe Viskosität verhindert ein gleichmäßiges Verfließen des Kunststoffes, was zu einer unerwünschten groben Oberflächenstruktur (Rippen) und Lufteinschlüssen führt.
Der Katalysator bewirkt in weiterer Folge ein rasches Nachziehen der Butandiol- Isocyanat Vernetzungsreaktion. Er ist damit verantwortlich für ein sehr rasches Durchschreiten des Zeitraums der topfigen Material konsistenz (cheesy State / schlechte Grünfestigkeit) während dessen das Werkstück extrem anfällig für das Auftreten von fatalen Spannungsrissen ist.
Die kombinierte Anwendung beider Härterbestandteile ermöglicht es sowohl das für den Rotationsgußsprozeß erforderliche Fließverhalten der Kunststoffmischung einzustellen, als auch ein spannungsrißfreies Endprodukt zu gewährleisten.
Die Stöchiomiethe der Mischung beträgt 85% (Isocyanatüberschuß).
Besonders vorteilhaft ist dies bei der Herstellung von Walzen zur Verwendung in Maschinen zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn. Derartige Walzen sind einer sehr hohen Belastung ausgesetzt und haben Längen von bis zu 10 m und Durchmesser von bis zu 2 m.
Das Verfahren wie auch der Kunststoff eignen sich ebenso für die Herstellung von flexiblen Walzenmänteln. Diese sind meist durch, in den Kunststoff eingebettete Fasern, Fäden o.ä verstärkt und werden vor allem bei der Entwässerung oder Glättung der Faserstoffbahn eingesetzt.
Die Walzenmäntel werden dabei in analoger Weise durch das Auftragen des Kunststoffs auf einen zylindrischen Gießkörper 2 hergestellt, wobei der fertige Walzenmantel allerdings vom Gießkörper 2 abgezogen oder der Gießkörper 2 aus dem gegossenen Walzenmantel entfernt wird. Derartig hergestellte Walzenbezüge 1 oder Walzenmäntel zeichnen sich durch eine Erhöhung der Dauerbelastbarkeit hinsichtlich Linienlast und Maschinengeschwindigkeit sowie die Verlängerung möglicher Schleifintervalle zur Bearbeitung der Manteloberfläche aus.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Walzenmantels oder Walzenbezugs (1 ) einer Walze aus einem NDI basierten Polyurethan-Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Polyurethan Präpolymer zugesetzte Härter die Topfzeit auf 5 bis 60 s verkürzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Topfzeit auf 8 bis 12 s verkürzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Herstellung mittels Rotationsguss erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff auf einem zylindrischen, drehbar gelagerten Gießkörper (2) mit einer parallel zur Achse (5) des Gießkörpers (2) verfahrbaren Gießdüse (3) aufgetragen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des aufgetragenen Kunststoffs zwischen 90 und 1500C liegt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Härter einen Katalysator enthält, der vorzugsweise aus der Gruppe der PU Polymeriastionskatalystoren stammt und insbesondere von metallorganischen Verbindungen, Salzen oder tertiären Aminen gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Gießkörpers (2) zwischen 15 und 80 m/min liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießdüse (3) mit einer Geschwindigkeit zwischen 2 und 15, insbesondere zwischen 5 und 10, mm/Umdrehung axial verfahren wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung mit dem Härter in einer Mischkammer (4) nach dem Rotor/Stator Prinzip erfolgt.
10. NDI-Polyurethan zur Herstellung eines Walzenmantels oder Walzenbezugs (1 ) einer Walze gebildet durch Mischung eines NDI-Präpolymers mit einem Härter, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Härter aus 60 bis 99 Gewichts-% 1 ,4-Butandiol, maximal 40 Gewichts-% Diamin sowie höchstens 1 Gewichts-% eines Katalysators besteht.
1 1 . NDI-Polyurethan nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das NDI- Präpolymer aus zumindest einem Polyol aus der folgenden Gruppe hergestellt wird:
Polypropylenglycol, Polytetramethylenglycol, Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole, Polybutadienpolyole, Polycaprolactonpolyole, Polyesterdiole, Polycaprolactondiole, Polycarbonatdiole.
12. NDI-Polyurethan nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Härter zumindest 1 Gewichts-% Diamin enthält.
13. NDI-Polyurehtan nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Härter wenigstens 0,01 Gewichts-% eines Katalysators enthält.
14. NDI-Polyurethan nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Diamin aus folgender Gruppe stammt: Diethyltoluoldiamin, Dimethylthi-otoluoldiamin, Hexamethylendiamin, Tetrame- thylendiamin, Ethylendiamin, o-Pheny-lendiamin, m-Phenylendiamin, p-Phe- nylendiamin, 1 ,4-Diaminocyclohexan, 1 ,2-Diaminocyclohexan, 4,4'-Diamin- odiphenylmethan, Isophorondiamin, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, 4,4^-Methy- lene-bis-(3-chloro-anilin), 4,4*-Methylene-bis-(3-chloro-2,6-diethyl-anilin), Trime- thylenglycoldi-p-aminobenzoate, 1 ,2-Bis-(2-aminophenylthio)ethan, 4,4^-Diamino- 3,3^-dimethyl-dicyclohexylmethan.
15. NDI-Polyurethan nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator aus der Gruppe der PU Polymeriastionskatalystoren stammt und vorzugsweise von metallorganischen Verbindungen, Salzen oder tertiären Aminen gebildet wird.
16. NDI-Polyurethan nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis zwischen Präpolymer und dem Härter 80 bis 120 % Stöchiomethe entspricht.
17. NDI-Polyurethan nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte zwischen 80 Shore A und 75 Shore D liegt.
18. Walze mit einem Walzenkern und einem die Mantelfläche des Walzenkerns zumindest abschnittweise umgebenden Walzenbezug, wobei der Walzenbezug ein NDI-Polyurethan nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst.
19. Walze nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte des NDI- Polyurethans im Walzenbezug zwischen 80 Shore A und 75 Shore D liegt.
20. Walze nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der
Verlustfaktor des NDI-Polyurethans im Walzenbezug zwischen 0,01 und 0,03 liegt.
21. Walze nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der
Elastizitätsmodul des NDI-Polyurethans im Walzenbezug zwischen 100 und 3000 N/mm2 liegt.
22. Anwendung der Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn.
23. Anwendung der Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche als weiche Walze in einem Kalander.
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