EP2480717A1 - Roller covering - Google Patents

Roller covering

Info

Publication number
EP2480717A1
EP2480717A1 EP10740615A EP10740615A EP2480717A1 EP 2480717 A1 EP2480717 A1 EP 2480717A1 EP 10740615 A EP10740615 A EP 10740615A EP 10740615 A EP10740615 A EP 10740615A EP 2480717 A1 EP2480717 A1 EP 2480717A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
functional layer
functional
roll
calender
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10740615A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Franz Grohmann
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2480717A1 publication Critical patent/EP2480717A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02Rolls; Their bearings
    • D21G1/0233Soft rolls

Definitions

  • the invention relates to roll covers in particular for calender rolls for machines for producing and / or finishing fibrous webs such as paper webs.
  • the generation of smoothness and gloss on the surface of a paper web takes place in the calender section of a paper machine.
  • the paper web is guided under high pressure and usually also at high temperatures via so-called hard calender rolls, the surface of which is not only very hard but also has a low roughness corresponding to the paper surface to be achieved.
  • the pressure is generated with a counter roll which presses the paper web against the hard calender roll.
  • the roll cover of the counter roll is elastic, to press the paper web flat against the hard calender roll.
  • the cover of a counter roll used in this section of the calender section must be optimized for high mechanical resistance and provided with a correspondingly abrasion-resistant surface.
  • a corresponding mechanical resistance and abrasion resistance is achieved by adding fillers and / or fibers to the plastic material used for the manufacture of the functional coating of the roll cover.
  • the roll cover of a counter roll used in this section of the calender section is optimized for the most homogeneous and smooth surface properties possible.
  • the functional layer of the cover is made, for example, of a plastic material with isotropic properties, ie without admixture of fillers and fibers or with admixture of lesser amounts and / or finer fillers and / or fibers.
  • the roll cover for a mating roll for use in a cal alternation of a paper machine comprises a first one Functional layer layer and a second functional layer layer.
  • the first functional layer layer has a first surface, which forms the outer lateral surface of the roll cover, and a second surface arranged opposite the first surface, and the second functional layer layer has an outer lateral surface, which adjoins the second surface of the first functional layer layer.
  • the material of the first functional layer layer has a relation to the material of the second functional layer layer more homogeneous composition.
  • the base material of the first and the second functional layer layer is formed in another embodiment of a polymer matrix, which is in particular selected from epoxide, polyurethane, polyether, polycarbonate and polyetheretherketone, whereby the properties of a roll surface can be adjusted within a wide range.
  • a polymer matrix which is in particular selected from epoxide, polyurethane, polyether, polycarbonate and polyetheretherketone, whereby the properties of a roll surface can be adjusted within a wide range.
  • the first functional layer layer according to a further embodiment contains no fillers.
  • the first functional layer layer contains fillers whose mean particle size is smaller than the average particle size of the fillers contained in the second functional layer layer.
  • the first functional layer layer has a smaller amount of fillers than the second functional layer layer, in order not to impair the gloss and smoothness of a paper web surface during unrolling.
  • first functional layer layer and the second functional layer layer each have fibers, the proportion of the fibers in the first functional layer layer being less than the fraction of the fibers in the second Functional layer layer, to avoid that unevenness forms on the roll surface.
  • the thickness of the first functional layer layer is less than the layer thickness of the second functional layer layer, whereby forces and deformations acting on the first functional layer layer can be effectively absorbed by the second functional layer layer and thus an overload of the first functional layer layer with the risk of spalling of material is prevented.
  • the composition of the material of the second functional layer layer in the direction of the second surface of the first functional layer layer has an increasingly homogeneous consistency, which corresponds essentially to the consistency of the first functional layer layer on its second surface at the interface to the second surface of the first functional layer layer.
  • a gradient of the fiber and filler portions is created in the second or between the second and first functional layer layer, which ensures a steady and thus gentle transition of the introduction of force and the deformations in the second functional layer layer.
  • a carrier layer is arranged between the second functional layer layer and the roller core.
  • a calender roll having a roll cover as specified above is used in a calender section of a paper machine, the calender roll being used after the first functional layer layer has been removed in the first section of the calender section by pressing the roll against the still unsmoothed surface of the paper web.
  • Another embodiment relates to a method of making a roll cover for a backing roll for use in a calender section of a Paper machine with steps for impregnating a fibrous web with a polymer, the fillers are added, winding the resin-impregnated fibrous web around the base layer, which encloses the roll body, curing the applied layer to the base layer for finishing the second functional layer layer and applying the first functional layer layer.
  • the polymer possibly containing fibers and / or fillers for forming the first functional layer layer is thereby applied to the second functional layer layer in a casting process or a coating process, if the amount of the fibers in the polymer is less than 5% by volume.
  • the application of the first functional layer layer comprises steps for impregnating a fibrous web with a polymer to which fillers have been added, winding the resin-impregnated fibrous web around the second functional layer layer and curing the layer applied to the second functional layer to complete the first functional layer layer.
  • Figure 1 is a schematic representation of a calender section for a
  • Figure 2 shows the structure of an elastic calender roll in a schematic
  • FIG. 1 illustrates a multinip calender 100 for smoothing the paper web surfaces toward the end of the papermaking process.
  • the calender 100 has two sections 101 and 102, which in the example shown are arranged one above the other. In the first section 101 located at the top, the first surface 11 of the paper web 10 is smoothed; in the second section 101 located at the bottom, the second surface 12 of the paper web 10 is smoothed.
  • the smoothing surface or side of a paper web 10 abuts the surface of the hard calender roll 20 when passing through a nip formed between a hard calender roll 20 and an elastic calender roll 30 (that is the gap between the two rolls).
  • the hard calender roll usually has a reference formed by a metal alloy in which hard grains are embedded for increasing the surface hardness.
  • the surface roughness of this calender roll cover is one of the factors that determine the paper finish achieved in the calender 100.
  • the formation of the nip between hard and elastic calender rolls i. the shape of the nip area and the pressure distribution within the nip area. These are essentially determined by the reference of the counter roll 30.
  • the same page 1 1 of the paper web 10 is guided over the outer surfaces of the hard calender rolls 20 and thus smoothed.
  • the surface of a volume which results from rotation of a graph of fun ction about a coordinate axis, wherein the end faces are not to be counted to the lateral surface.
  • the deflection of the paper web 10 is effected by means of deflection rollers or rollers 40, which are also used to guide the paper web in and out of the calender section.
  • the paper web 10 is guided between the two calender sections 101 and 102 through a change nip formed by two elastic calender rolls, so that in the following nip this second paper web surface 12 over the outer surfaces of the hard calender rolls to be led.
  • this calender section 102 the surface of the cover of the elastic mating rollers 30 now presses against the previously smoothed side 11 of the paper web 10 and, in order not to worsen the already completed smoothing of this page, must be provided with a smooth and homogeneous surface. Because rough as well as inhomogeneous roll surfaces lead to small-scale pressure changes in the nip area, which provided the already smoothed paper surface 1 1 with an embossed pattern.
  • the covers of these elastic calender rolls used in the second section 102 of a calender 100 are provided with an outer functional layer 34 as illustrated in FIG. 2, which has as homogeneous a material composition as possible and a smoothly ground surface of low roughness.
  • polymers such as, for example, epoxy resins, polyurethanes, polyethers, polycarbonates and polyetheretherketones are used for this purpose.
  • the advantage of cast covers lies in the isotropy of the material and the resulting very smooth and homogeneous reference surface.
  • the mechanical and dynamic strength of these functional layers is limited and cracks developed in the layer tend to spread rapidly and widely because there are little or no crack stops in the form of fibers or coarse fillers.
  • fillers are embedded in the polymer matrix of the functional layer, which give it a higher elasticity and also mechanical resistance.
  • Oxides, carbides or nitrides such as silica, alumina, titanium dioxide, titanium carbide or titanium carbonitride can be used as fillers, functional fillers 34 for the second calender section 102 preferably containing fine fillers, ie smaller fillers than functional layers 33 for the first calender section 101, for example based on of silicon oxide and / or titanium oxide.
  • the particle sizes or particle sizes of the fillers for the functional layer 34 are preferably in the range of 20 nm to 1 2 ⁇ , wherein the Fül Istoffpumble also very homogeneously distributed in the polymer matrix, so that none of the smoothing of the paper web surface 1 1 impairing Form material inhomogeneities between fillers and polymer matrix.
  • a functional layer 33 for use in the first calender section 101 fillers with dimensions up to 10 m are used.
  • the filler content of the functional layer 34 is usually less than the filler content of a functional layer 33 which is designed for contact with a still unsmoothed paper web surface. It usually depends on the type of paper to be produced, for example for coated or magazine paper, and is generally between 2 and 20 percent by volume.
  • the mechanical resistance can also be improved, or in addition, by the addition of fibrous materials, for example aramid and / or glass fibers, which prevent an intensification of small damages in the covering layer.
  • fibrous materials for example aramid and / or glass fibers, which prevent an intensification of small damages in the covering layer.
  • the pulp fraction with values of 1 to 5 percent by volume can be chosen substantially lower than in the functional layers 33 for the first section 101 of the calender 100.
  • the elastic roll cover 10 has a base layer 32, referred to in the technical language baselayer, which rests on the core 31 of the calender roll 30 and a dynamically fixed connection between roll core and functional layer manufactures.
  • the base layer 31 consists essentially of a fiber-reinforced resin impregnation with fillers, which is wound on the roll core, cured and then ground in shape.
  • glass fabric is used to make the base layer 32.
  • FIG. 2 shows an elastic calender roll 30 with such a multilayer functional layer.
  • the invention is essentially independent of a first functional layer layer 34 and a second functional layer layer 33 arranged thereunder.
  • the first functional layer layer 34 has two mutually opposite lateral surfaces, of which the outer simultaneously forms the outer peripheral surface of the elastic calender roll 30. The other lateral surface adjoins the outer lateral surface of the second functional layer layer 33, and is adhesively bonded thereto.
  • the second functional layer 33 is applied to the base layer 32, which ensures the adhesion of the functional layer to the roll core 31.
  • the structure and composition of the second functional layer layer 33 correspond to that of a functional layer for use in the first section 101 of a calender 100.
  • This second functional layer layer is optimized in particular for abrasion resistance and mechanical resistance, in particular with regard to a resistance to local overloads, so that the size of the damage is limited in the event of damage and there is only a low probability of consequential damage from broken parts.
  • the second functional layer layer 33 it is possible, for example, to use crosslinked epoxy resins which are reinforced with fine and / or coarse fillers and short fibers.
  • the proportion of fillers is preferably selected in the range of 10 to 30% by volume, that of the short fibers in the range of 5 to 15% by volume.
  • Aramid fibers are preferably used as short fibers.
  • the first functional layer layer 34 is optimized for use in the second section 102 of a calender 100, ie. Achieving and maintaining a very smooth and homogeneous surface.
  • crosslinked epoxy resins can be used, embedded in the fine fillers with dimensions of preferably less than 1 ⁇ and short fibers become .
  • the adhesive filler in the first functional layer layer 34 preferably has values in the range from 2 to 20% by volume, that of the short fibers values from the range from 0.5 to 12% by volume.
  • the short fibers are preferably formed by aramid fibers.
  • the proportion of the fillers exceeds 13% by volume, the proportion of short fibers is preferably less than 8% by volume. Similarly, if the proportion of short fibers exceeds 8 volume percent, the proportion of the fillers is preferably less than 13 percent.
  • the mechanical and thermal stresses acting on the first functional layer layer 34 are transferred to the second, more stable functional layer layer, thereby increasing the mechanical resistance of the functional layer improved first functional layer 34. Because of the resulting better resistance to local overloads, the described multiple structure of the expansion layer of an elastic roll cover reduces the likelihood of flaking and consequential damage from broken parts.
  • filler content and particle sizes of the fillers in the second functional layer layer 33 as well as possibly also their fiber content in the outer edge region, increasingly decrease relative to the first functional layer 34.
  • Such a gradual transition to the first functional layer layer minimizes stresses between the first and second functional layers and additionally increases the mechanical resistance of the first functional layer.
  • the gradual transition can be regarded as an independent intermediate layer or can also be designed as such, which is arranged between the first and second functional layer layers.
  • the gradual transition can also extend over a large part or the entire second functional layer layer 33, since this functional layer layer layer, as will be explained below, does not coincide with the smooth one Side of a paper web comes into contact, but possibly only with the unsmoothed. A negative influence on the final smoothing result by a gradually changing filler and fiber binding is not to be feared in these applications.
  • the functional layer of an elastic calender roll cover has a thickness of about 5 b m s 1 5 m.
  • the layer thickness of the first functional layer 34 is less than that of the second functional layer.
  • the first functional layer has a layer thickness of about 1 to 3 mm, while the second functional layer has a layer thickness of about 4 to 12 mm.
  • a functional layer having multiple layers as described has the further advantage that the roller can continue to be used in the first section 101 of a calender after wear of the first functional layer, in that the roll surface moves against the still unsmoothed side of the paper web. You can reduce the number of replacement rollers needed to maintain calendering.
  • the first functional layer can alternatively be renewed after wear on the second functional layer again.
  • a fibrous web is impregnated with a polymer, for example a resin or a resin mixture, to which the fillers have been added.
  • the polymer-impregnated fibrous web is then wound around the base body surrounding the roll body.
  • the polymer is cured by means of heat and / or radiation. If the proportion of the fibers in the first functional layer layer 34 is less than about 5 percent by volume, this is applied in an analogous manner to the production of the second functional layer layer, depending on Embodiment different Mountainart or amounts and polymer systems can be used.
  • This layer is also cured by the action of heat and / or radiation.
  • first functional layer layer 34 is preferably applied to the second functional layer layer 33 in a casting process or in a coating process.
  • first and second functional layer layer can also be cured together in a common step.

Abstract

The invention relates to a roller covering, particularly for a mating roller for use in a calender section (100) of a paper machine, wherein the mating roller comprises a first functional layer (34), which has a first surface forming the outer lateral surface of the roller covering and a second surface arranged opposite of the first surface, and wherein the mating roller comprises a second functional layer (33), the outer lateral surface of which adjoints the second surface of the first functional layer (34), and wherein the material of the first functional layer (34) has a more homogeneous composition as compared to the material of the second functional layer (33).

Description

Walzenbezug  roll cover
Die Erfindung betrifft Walzenbezüge insbesondere für Kalanderwalzen für Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung von Faserstoffbahnen wie beispielsweise Papierbahnen. The invention relates to roll covers in particular for calender rolls for machines for producing and / or finishing fibrous webs such as paper webs.
Das Erzeugen von Glätte und Glanz an der Oberfläche einer Papierbahn erfolgt in der Kalandersektion einer Papiermaschine. In der Kalandersektion wird die Papierbahn unter hohem Druck und in der Regel auch bei hohen Temperaturen über sogenannte harte Kalanderwalzen geführt, deren Oberfläche nicht nur sehr hart, sondern auch mit einer der zu erzielenden Papieroberfläche entsprechenden geringen Rauheit ausgeführt ist. Der Druck wird mit einer Gegenwalze erzeugt, die die Papierbahn gegen die harte Kalanderwalze drückt. Der Walzenbezug der Gegenwalze ist elastisch, um die Papierbahn flächig gegen die harte Kalanderwalze zu drücken. The generation of smoothness and gloss on the surface of a paper web takes place in the calender section of a paper machine. In the calender section, the paper web is guided under high pressure and usually also at high temperatures via so-called hard calender rolls, the surface of which is not only very hard but also has a low roughness corresponding to the paper surface to be achieved. The pressure is generated with a counter roll which presses the paper web against the hard calender roll. The roll cover of the counter roll is elastic, to press the paper web flat against the hard calender roll.
Im ersten Abschnitt der Kalandersektion wird zunächst die erste der beiden Oberflächen der Papierbahn geglättet bzw. satiniert. In diesem Bereich drückt die Gegenwalze auf die noch ungeglättete und damit raue Seite der Papierbahn, wodurch die Walzenbezugsoberfläche einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist. Um eine hohe Verfügbarkeit und Standzeit der Walzenoberfläche im Hinblick auf einen ökonomischen Betrieb der Papiermaschine zu gewährleisten, muss der Bezug einer in diesem Abschnitt der Kalandersektion verwendeten Gegenwalze auf hohe mechanische Beständigkeit optimiert und mit einer entsprechend abriebfesten Oberfläche versehen sein. Eine entsprechende mechanische Beständigkeit und Abreibfestigkeit wird durch Beimengen von Füllstoffen und/oder von Fasern zu dem für d ie Herstel l u ng der Fun ktionssch icht des Walzen bezugs verwendeten Kunststoffmaterials erzielt. Unter Funktionsschicht bzw. Funktionsschichten werden die Schichten einer Walze verstanden, die für die Ausbildung des Nips und die Oberflächeneigenschaften der Walze im Nipbereich wesentlich verantwortlich sind. In the first section of the calender section, first the first of the two surfaces of the paper web is smoothed or calendered. In this area, the counter roll presses on the still unsmoothed and thus rough side of the paper web, whereby the roll reference surface is exposed to a high mechanical stress. In order to ensure a high availability and service life of the roll surface with regard to economical operation of the paper machine, the cover of a counter roll used in this section of the calender section must be optimized for high mechanical resistance and provided with a correspondingly abrasion-resistant surface. A corresponding mechanical resistance and abrasion resistance is achieved by adding fillers and / or fibers to the plastic material used for the manufacture of the functional coating of the roll cover. By functional layer or functional layers are meant the layers of a roller which are substantially responsible for the formation of the nip and the surface properties of the roller in the nip area.
Im nachfolgenden zweiten Abschnitt der Kalandersektion wird dann die zweite der beiden Oberflächen der Papierbahn geglättet. In diesem Bereich drückt der Bezug der Gegenwalze gegen die zuvor geglättete Seite der Papierbahn. Um die Oberflächenqualität dieser schon geglätteten Papierbahnseite nicht zu beeinträchtigen, ist der Walzenbezug einer in diesem Abschnitt der Kalandersektion verwendeten Gegenwalze auf möglichst homogene und glatte Oberflächeneigenschaften optimiert. Hierzu wird die Funktionsschicht des Bezugs z.B. aus einem Kunststoffmaterial mit isotropen Eigenschaften hergestellt, d.h. ohne Beimengung von Füll- und Faserstoffen bzw. mit Beimengung geringerer Mengen und/oder feinerer Füll- und/oder Faserstoffe. Die fehlende bzw. geringere Füllstoffmenge wirkt sich jedoch negativ auf die mechanische Beständigkeit der Bezüge und insbesondere deren Abriebfestigkeit aus. Ferner sind diese Walzenbezüge empfindlich gegenüber Rissbildungen infolge lokaler Überlastungen, wie sie z.B. von Ablagerungen auf der Walzenoberfläche oder Randüberlastungen verursacht werden. Aufgrund der geringen Füllstoffmenge tendieren entstehende Risse ferner dazu, sich in alle Richtungen auszubreiten. Außerdem führt eine lokale Schädigung der Bezugsoberfläche zu einer lokalen Temperaturerhöhung an der Schadensstelle, die den Schaden weiter verstärkt und schließlich zu einem Abplatzen von Bezugsmaterial führt. Zum Aufrechterhalten eines ökonomischen Betriebs der Papiermaschine müssen daher bei Verwendung von Walzenbezügen mit wie oben beschrieben unterschiedlichen Bezugsqualitäten mehr Ersatzwalzen bereitgehalten werden, als bei Verwendung von nur einer Bezugsqualität. Ausgehend von dem Dargelegten ist es daher wünschenswert, für Gegenwalzen, die zur Verwendung im zweiten Abschnitt der Kalandersektion einer Papiermaschine vorgesehen sind, einen Walzenbezug anzugeben, der eine bessere mechanische Beständigkeit aufweist, als die herkömmlich in diesem Kalanderabschnitt eingesetzten Gegenwalzenbezüge. In the subsequent second section of the calender section, the second of the two surfaces of the paper web is then smoothed. In this area the reference expresses the counter roll against the previously smoothed side of the paper web. In order not to impair the surface quality of this already smoothed paper web page, the roll cover of a counter roll used in this section of the calender section is optimized for the most homogeneous and smooth surface properties possible. For this purpose, the functional layer of the cover is made, for example, of a plastic material with isotropic properties, ie without admixture of fillers and fibers or with admixture of lesser amounts and / or finer fillers and / or fibers. However, the missing or smaller amount of filler has a negative effect on the mechanical resistance of the covers and in particular their abrasion resistance. Furthermore, these roll covers are sensitive to cracking due to local overloads, such as those caused by deposits on the roll surface or edge overloads. Due to the small amount of filler, resulting cracks also tend to spread in all directions. In addition, local damage to the datum surface leads to a local increase in temperature at the point of damage, which further increases the damage and eventually leads to spalling of cover material. In order to maintain an economical operation of the paper machine, therefore, when using roll covers with different reference qualities as described above, more spare rolls must be kept available than when using only one reference quality. On the basis of what has been said, it is therefore desirable for counter rolls, which are intended for use in the second section of the calender section of a paper machine, to specify a roll cover which has better mechanical resistance than the counter roll covers conventionally used in this calender section.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Walzenbezug für eine Gegenwalze zur Verwend u ng in einer Kal anderse ktion einer Papiermaschine eine erste Funktionsschichtlage und eine zweite Funktionsschichtlage. Die erste Funktionsschichtlage weist eine erste Oberfläche, die die äußere Mantelfläche des Walzenbezugs bildet, und eine gegenüber der ersten Oberfläche angeordnete zweite Oberfläche auf, und die zweite Funktionsschichtlage weist eine äußere Mantelfläche auf, die an die zweite Oberfläche der ersten Funktionsschichtlage anschließt. Hierbei weist das Material der ersten Funktionsschichtlage eine gegenüber dem Material der zweiten Funktionsschichtlage homogenere Zusammensetzung auf. According to one embodiment, the roll cover for a mating roll for use in a cal alternation of a paper machine comprises a first one Functional layer layer and a second functional layer layer. The first functional layer layer has a first surface, which forms the outer lateral surface of the roll cover, and a second surface arranged opposite the first surface, and the second functional layer layer has an outer lateral surface, which adjoins the second surface of the first functional layer layer. Here, the material of the first functional layer layer has a relation to the material of the second functional layer layer more homogeneous composition.
Das Grundmaterial der ersten und der zweiten Funktionsschichtlage ist bei einer weiteren Ausführungsform von einer Polymermatrix gebildet, die insbesondere ausgewählt ist unter Epoxid, Polyurethan, Polyether, Polycarbonat und Polyetheretherketon, wodurch sich die Eigenschaften einer Walzenoberfläche in einem großen Bereich einstellen lassen. Zum Abrollen auf Papierbahnoberflächen mit einem hohem Glätte- und Glanzgrad enthält die erste Funktionsschichtlage gemäß einer weiteren Ausführungsform keine Füllstoffe. The base material of the first and the second functional layer layer is formed in another embodiment of a polymer matrix, which is in particular selected from epoxide, polyurethane, polyether, polycarbonate and polyetheretherketone, whereby the properties of a roll surface can be adjusted within a wide range. For unrolling on paper web surfaces having a high degree of smoothness and gloss, the first functional layer layer according to a further embodiment contains no fillers.
Zur Ausbildung einer Funktionsschicht mit höherer Verschleißfestigkeit enthält die erste Funktionsschichtlage nach einer weiteren Ausführungsform Füllstoffe, deren mittlere Partikelgröße kleiner ist, als die mittlere Partikelgröße der in der zweiten Funktionsschichtlage enthaltenen Füllstoffe. In order to form a functional layer with higher wear resistance, the first functional layer layer according to a further embodiment contains fillers whose mean particle size is smaller than the average particle size of the fillers contained in the second functional layer layer.
Die erste Funktionsschichtlage weist bei einer weiteren Ausführungsform eine geringere Menge an Füllstoffen auf als die zweite Funktionsschichtlage, um Glanz und Glätte einer Papierbahnoberfläche beim Abrollen auf dieser nicht zu beeinträchtigen. In a further embodiment, the first functional layer layer has a smaller amount of fillers than the second functional layer layer, in order not to impair the gloss and smoothness of a paper web surface during unrolling.
Die erste Funktionsschichtlage und die zweite Funktionsschichtlage weisen bei einer weiteren Ausführungsform jeweils Fasern auf, wobei der Anteil der Fasern in der ersten Funktionsschichtlage geringer ist als der Anteil der Fasern in der zweiten Funktionsschichtlage, um zu vermeiden, dass sich an der Walzenoberfläche Unebenheiten herausbilden. In a further embodiment, the first functional layer layer and the second functional layer layer each have fibers, the proportion of the fibers in the first functional layer layer being less than the fraction of the fibers in the second Functional layer layer, to avoid that unevenness forms on the roll surface.
B e i e i n e r we ite re n Au sfü h ru n g sfo rm i st d i e S ch i c h td i c ke d e r ersten Funktionsschichtlage kleiner als die Schichtdicke der zweiten Funktionsschichtlage, wodurch auf die erste Funktionsschichtlage einwirkende Kräfte und Verformungen wirksam von der zweiten Funktionsschichtlage aufgefangen werden können und somit einer Überlastung der ersten Funktionsschichtlage m it der Gefahr eines Abplatzens von Material vorgebeugt wird. In a further embodiment, the thickness of the first functional layer layer is less than the layer thickness of the second functional layer layer, whereby forces and deformations acting on the first functional layer layer can be effectively absorbed by the second functional layer layer and thus an overload of the first functional layer layer with the risk of spalling of material is prevented.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Zusammensetzung des Materials der zweiten Funktionsschichtlage in Richtung zur zweiten Oberfläche der ersten Funktionsschichtlage eine zunehmend homogenere Konsistenz auf, d ie an der Grenzfläche zur zweiten Oberfläche der ersten Funktionsschichtlage im Wesentlichen der Konsistenz der ersten Funktionsschichtlage an deren zweiter Oberfläche entspricht. Hierdurch wird ein Gradient der Faser- und Füllstoffanteile in der zweiten bzw. zwischen zweiter und erster Funktionsschichtlage geschaffen, der einen steten und damit schonenden Übergang der Krafteinleitung und der Verformungen in die zweite Funktionsschichtlage gewährleistet. According to a further embodiment, the composition of the material of the second functional layer layer in the direction of the second surface of the first functional layer layer has an increasingly homogeneous consistency, which corresponds essentially to the consistency of the first functional layer layer on its second surface at the interface to the second surface of the first functional layer layer. In this way, a gradient of the fiber and filler portions is created in the second or between the second and first functional layer layer, which ensures a steady and thus gentle transition of the introduction of force and the deformations in the second functional layer layer.
Zur Verbesserung der Haftung der mehrlagigen Funktionsschicht auf der Walze, ist bei einer weiteren Ausführungsform zwischen zweiter Funktionsschichtlage und Walzenkern eine Trägerschicht angeordnet. Nach einer Ausführungsform wi rd eine Kalanderwalze m it einem wie oben angegebenen Walzenbezug i n e i n er Kalandersektion einer Papiermaschine verwendet, wobei die Kalanderwalze nach dem Abtragen der ersten Funktionsschichtlage im ersten Abschnitt der Kalandersektion verwendet wird, indem die Walze gegen die noch ungeglättete Oberfläche der Papierbahn drückt. In order to improve the adhesion of the multilayer functional layer on the roller, in a further embodiment a carrier layer is arranged between the second functional layer layer and the roller core. According to one embodiment, a calender roll having a roll cover as specified above is used in a calender section of a paper machine, the calender roll being used after the first functional layer layer has been removed in the first section of the calender section by pressing the roll against the still unsmoothed surface of the paper web.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Walzenbezugs für eine Gegenwalze zur Verwendung in einer Kalandersektion einer Papiermaschine mit Schritten zum Tränken einer Faserstoffbahn mit einem Polymer, dem Füllstoffe beigemengt sind, Wickeln der harzgetränkten Faserstoffbahn um den Baselayer, der den Walzenkörper umschließt, Aushärten der auf den Baselayer aufgebrachten Lage zum Fertigstellen der zweiten Funktionsschichtlage und Aufbringen der ersten Funktionsschichtlage. Das eventuell Fasern und/oder Füllstoffe enthaltende Polymer zur Ausbildung der ersten Funktionsschichtlage wird dabei in einem Gießprozess oder einem Streichprozess auf die zweite Funktionsschichtlage aufg ebracht, fa l l s d er Ante il d er Fasern in dem Polymer weniger als 5 Volumenprozent beträgt. Another embodiment relates to a method of making a roll cover for a backing roll for use in a calender section of a Paper machine with steps for impregnating a fibrous web with a polymer, the fillers are added, winding the resin-impregnated fibrous web around the base layer, which encloses the roll body, curing the applied layer to the base layer for finishing the second functional layer layer and applying the first functional layer layer. The polymer possibly containing fibers and / or fillers for forming the first functional layer layer is thereby applied to the second functional layer layer in a casting process or a coating process, if the amount of the fibers in the polymer is less than 5% by volume.
Im Übrigen umfasst das Aufbringen der ersten Funktionsschichtlage Schritte zum Tränken einer Faserstoffbahn mit einem Polymer, dem Füllstoffe beigemengt sind, Wickeln der harzgetränkten Faserstoffbahn um die zweite Funktionsschichtlage und Aushärten der auf d ie zweite Fun ktionssch ichtlage aufgebrachten Lage zum Fertigstellen der ersten Funktionsschichtlage. Incidentally, the application of the first functional layer layer comprises steps for impregnating a fibrous web with a polymer to which fillers have been added, winding the resin-impregnated fibrous web around the second functional layer layer and curing the layer applied to the second functional layer to complete the first functional layer layer.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen Further features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the claims and the figures. The individual features can be realized in one embodiment according to the invention depending on one or more. In the following explanation of some embodiments of the invention reference is made to the accompanying figures, of which
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Kalandersektion für eine Figure 1 is a schematic representation of a calender section for a
Papiermaschine in einer Seitenansicht zeigt und  Paper machine in a side view and shows
Figur 2 den Aufbau einer elastischen Kalanderwalze in einem schematischen Figure 2 shows the structure of an elastic calender roll in a schematic
Teilquerschnitt durch den Oberflächenbereich der Walze veranschaulicht. Figur 1 veranschaulicht einen Multinipkalander 100 für die Glättung der Papierbahnoberflächen gegen Ende des Papierherstellungsprozesses. Der Kalander 1 00 weist zwei Abschnitte 101 und 102 auf, die im dargestellten Beispiel übereinander angeordnet sind. Im ersten, in der Darstellung oben gelegenen Abschnitt 101 wird die erste Oberfläche 1 1 der Papierbahn 10 geglättet, im zweiten, in der Darstellung unten gelegenen Abschnitt 101 wird die zweite Oberfläche 12 der Papierbahn 10 geglättet. Die zu glättende Oberfläche bzw. Seite einer Papierbahn 10 liegt beim Durchgang durch einen zwischen einer harten Kalanderwalze 20 und einer elastischen Kalanderwalze 30 gebildeten Nip (das ist der Spalt zwischen den beiden Walzen) an der Oberfläche der harten Kalanderwalze 20 an. Partial cross section through the surface region of the roller illustrated. Figure 1 illustrates a multinip calender 100 for smoothing the paper web surfaces toward the end of the papermaking process. The calender 100 has two sections 101 and 102, which in the example shown are arranged one above the other. In the first section 101 located at the top, the first surface 11 of the paper web 10 is smoothed; in the second section 101 located at the bottom, the second surface 12 of the paper web 10 is smoothed. The smoothing surface or side of a paper web 10 abuts the surface of the hard calender roll 20 when passing through a nip formed between a hard calender roll 20 and an elastic calender roll 30 (that is the gap between the two rolls).
Die harte Kalanderwalze weist üblicherweise einen von einer Metalllegierung gebildeten Bezug auf, in den Hartstoffkörner zum Erhöhen der Oberflächenhärte eingebettet sind. Die Oberflächenrauheit dieses Kalanderwalzenbezugs ist einer der Faktoren, die die letztendlich im Kalander 100 erzielte Papierglättung bestimmen. Von weiterer entscheidender Bedeutung ist die Ausformung des Nips zwischen harter und elastischer Kalanderwalze, d.h. die Form des Nipbereichs und die Druckverteilung innerhalb des Nipbereichs. Diese werden wesentlich vom Bezug der Gegenwalze 30 bestimmt. The hard calender roll usually has a reference formed by a metal alloy in which hard grains are embedded for increasing the surface hardness. The surface roughness of this calender roll cover is one of the factors that determine the paper finish achieved in the calender 100. Of further critical importance is the formation of the nip between hard and elastic calender rolls, i. the shape of the nip area and the pressure distribution within the nip area. These are essentially determined by the reference of the counter roll 30.
Im ersten Abschn itt 1 01 der Kalandersektion 1 00 einer (in den Figuren nicht gezeigten) Papiermaschine wird immer dieselbe Seite 1 1 der Papierbahn 10 über die äußeren Mantelflächen der harten Kalanderwalzen 20 geführt und somit geglättet. Unter Mantelfläche wird in dieser Anmeldung in Übereinstimmung mit dem allgemein üblichen technischen Sprachgebrauch die Oberfläche eines Volumens bezeichnet, das durch Rotation eines Graphen einer Fun ktion um eine Koordinatenachse entsteht, wobei die Stirnflächen nicht zur Mantelfläche zu zählen sind. Das Umlenken der Papierbahn 10 erfolgt mithilfe von Umlenkwalzen bzw. -rollen 40, die auch zur Führung der Papierbahn in die und aus der Kalandersektion verwendet werden. In the first section 1 01 of the calender section 1 00 of a (not shown in the figures) paper machine always the same page 1 1 of the paper web 10 is guided over the outer surfaces of the hard calender rolls 20 and thus smoothed. Under lateral surface in this application, in accordance with the common technical language use, the surface of a volume, which results from rotation of a graph of fun ction about a coordinate axis, wherein the end faces are not to be counted to the lateral surface. The deflection of the paper web 10 is effected by means of deflection rollers or rollers 40, which are also used to guide the paper web in and out of the calender section.
Um die zweite Seite 12 der beiden Papieroberflächen im zweiten Kalanderabschnitt 1 02 g l ä tte n zu kö n n e n , wi rd d i e Papierbahn 10 zwischen den beiden Kalanderabschnitten 101 und 102 durch einen von zwei elastischen Kalanderwalzen gebildeten Wechselnip geführt, so dass im darauf folgenden Nip diese zweite Papierbahnoberfläche 12 über die äußere Mantelflächen der harten Kalanderwalzen geführt wird. In diesem Kalanderabschnitt 102 drückt die Oberfläche des Bezugs der elastischen Gegenwalzen 30 nun gegen die zuvor geglättete Seite 1 1 der Papierbahn 10 und muss, um die bereits abgeschlossene Glättung dieser Seite nicht wieder zu verschlechtern, mit einer glatten und homogenen Oberfläche ausgestattet sein. Denn raue wie auch inhomogene Walzenoberflächen führen zu kleinflächigen Druckänderungen im Nipbereich, die die bereits geglättete Papieroberfläche 1 1 mit einem Prägemuster versehen. In order to be able to glaze the second side 12 of the two paper surfaces in the second calender section 102, the paper web 10 is guided between the two calender sections 101 and 102 through a change nip formed by two elastic calender rolls, so that in the following nip this second paper web surface 12 over the outer surfaces of the hard calender rolls to be led. In this calender section 102, the surface of the cover of the elastic mating rollers 30 now presses against the previously smoothed side 11 of the paper web 10 and, in order not to worsen the already completed smoothing of this page, must be provided with a smooth and homogeneous surface. Because rough as well as inhomogeneous roll surfaces lead to small-scale pressure changes in the nip area, which provided the already smoothed paper surface 1 1 with an embossed pattern.
Daher werden die Bezüge dieser im zweiten Abschnitt 102 eines Kalanders 1 00 verwendeten elastischen Kalanderwalzen mit einer wie in Figur 2 veranschaulichten äußeren Funktionsschicht 34 versehen, die eine möglichst homogene Materialzusammensetzung und eine glattgeschliffene Oberfläche geringer Rauheit aufweist. Die Oberfläche dieser Funktionsschichten 34 weist vorzugsweise eine mittlere Rauheit von weniger als Ra=0,3 μιτι auf. Therefore, the covers of these elastic calender rolls used in the second section 102 of a calender 100 are provided with an outer functional layer 34 as illustrated in FIG. 2, which has as homogeneous a material composition as possible and a smoothly ground surface of low roughness. The surface of these functional layers 34 preferably has an average roughness of less than Ra = 0.3 μιτι on.
Beso nd e rs h o mog en e F u n ktio n ssch i ch te n 34 we rd e n m it gegossenen Bezugsmaterialien erreicht, wobei hierzu insbesondere Polymere wie beispielsweise Epoxidharze, Polyurethane, Polyether, Polycarbonate und Polyetheretherketone verwendet werden. Der Vorteil gegossener Bezüge liegt in der Isotropie des Materials und der damit erzielbaren sehr glatten und homogenen Bezugsoberfläche. Allerdings ist d ie mechan ische und dynamische Belastbarkeit dieser Funktionsschichten begrenzt und in der Schicht entstandene Risse tendieren dazu, sich rasch und weit auszubreiten, da keine oder nur wenig Rissstopper in Form von Fasern oder groben Füllstoffen vorhanden sind. In particular, polymers such as, for example, epoxy resins, polyurethanes, polyethers, polycarbonates and polyetheretherketones are used for this purpose. The advantage of cast covers lies in the isotropy of the material and the resulting very smooth and homogeneous reference surface. However, the mechanical and dynamic strength of these functional layers is limited and cracks developed in the layer tend to spread rapidly and widely because there are little or no crack stops in the form of fibers or coarse fillers.
Zur Verbesserung werden daher Füllstoffe in die Polymermatrix der Funktionsschicht eingebettet, die dieser eine höhere Elastizität sowie auch mechanische Beständigkeit verleihen . Als Füllstoffe können Oxide, Carbide oder N itride wie beispielsweise Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Titancarbid oder Titancarbonitrid verwendet werden, wobei in Funktionsschichten 34 für den zweiten Kalanderabschnitt 102 vorzugsweise feine Füllstoffe, d.h. in den Abmessungen kleinere Füllstoffe als in Funktionsschichten 33 für den ersten Kalanderabschnitt 101 , beispielsweise auf Basis von Siliciumoxid und/oder Titanoxid eingebettet werden. Die Korngrößen bzw. Partikelgrößen der Füllstoffe für die Funktionsschicht 34 liegen vorzugsweise im Bereich von 20 n m bis 1 2 μ ιτι , wobei d ie Fül Istoffpartikel außerdem auch sehr homogen in der Polymermatrix verteilt sind, so dass sich keine die Glättung der Papierbahnoberfläche 1 1 beeinträchtigenden Materialinhomogenitäten zwischen Füllstoffen und Polymermatrix ausbilden. Demgegenüber werden für die Ausbildung einer Funktionsschicht 33 zur Verwendung im ersten Kalanderabschnitt 101 Füllstoffe mit Abmessungen bis zu 10 m verwendet. Der Füllstoffanteil der Funktionsschicht 34 ist üblicherweise geringer als der Füllstoffanteil einer Funktionsschicht 33, die für den Kontakt mit einer noch ungeglätteten Papierbahnoberfläche ausgebildet ist. Er richtet sich üblicherweise nach der herzustellenden Papierart, beispielsweise für gestrichenes oder Magazinpapier, und beträgt in der Regel zwischen 2 und 20 Volumenprozent. Ferner kann die mechanische Beständigkeit auch oder zusätzlich durch die Zugabe von Faserstoffen verbessert werden, beispielsweise Aramid- und/oder Glasfasern, die einer Verstärku ng kleiner Schäden in der Bezugsschicht vorbeugen. In der Funktionsschicht 34 kann der Faserstoffanteil mit Werten von 1 bis 5 Volumenprozent wesentlich geringer gewählt werden, als in den Funktionsschichten 33 für den ersten Abschnitt 101 des Kalanders 100. For improvement, therefore, fillers are embedded in the polymer matrix of the functional layer, which give it a higher elasticity and also mechanical resistance. Oxides, carbides or nitrides such as silica, alumina, titanium dioxide, titanium carbide or titanium carbonitride can be used as fillers, functional fillers 34 for the second calender section 102 preferably containing fine fillers, ie smaller fillers than functional layers 33 for the first calender section 101, for example based on of silicon oxide and / or titanium oxide. The particle sizes or particle sizes of the fillers for the functional layer 34 are preferably in the range of 20 nm to 1 2 μιτι, wherein the Fül Istoffpartikel also very homogeneously distributed in the polymer matrix, so that none of the smoothing of the paper web surface 1 1 impairing Form material inhomogeneities between fillers and polymer matrix. In contrast, for the formation of a functional layer 33 for use in the first calender section 101 fillers with dimensions up to 10 m are used. The filler content of the functional layer 34 is usually less than the filler content of a functional layer 33 which is designed for contact with a still unsmoothed paper web surface. It usually depends on the type of paper to be produced, for example for coated or magazine paper, and is generally between 2 and 20 percent by volume. Furthermore, the mechanical resistance can also be improved, or in addition, by the addition of fibrous materials, for example aramid and / or glass fibers, which prevent an intensification of small damages in the covering layer. In the functional layer 34, the pulp fraction with values of 1 to 5 percent by volume can be chosen substantially lower than in the functional layers 33 for the first section 101 of the calender 100.
Zum Gewährleisten der Haftung der Funktionsschichten 34 bzw. 33 auf der Kalanderwalze 30 weist der elastische 10 Walzenbezug eine in der Fachsprache Baselayer genannte Gru ndsch icht 32 auf, d ie auf dem Wa lzen kern 31 der Kalanderwalze 30 aufliegt und eine dynamisch feste Verbindung zwischen Walzenkern und Funktionsschicht herstellt. Die Grundschicht 31 besteht im Wesentlichen aus einer faserverstärkten Harzimprägnierung mit Füllstoffen, die auf den Walzenkern gewickelt, ausgehärtet und anschließend in Form geschliffen wird. Gewöhnlich wird zur Fertigung der Grundschicht 32 Glasfasergewebe verwendet. To ensure the adhesion of the functional layers 34 and 33 on the calender roll 30, the elastic roll cover 10 has a base layer 32, referred to in the technical language baselayer, which rests on the core 31 of the calender roll 30 and a dynamically fixed connection between roll core and functional layer manufactures. The base layer 31 consists essentially of a fiber-reinforced resin impregnation with fillers, which is wound on the roll core, cured and then ground in shape. Usually, glass fabric is used to make the base layer 32.
Zur weiteren Verbesserung der mechanischen Beständigkeit der Funktionsschicht einer für den zweiten Abschnitt 102 eines Kalanders 100 geeigneten elastischen Walze 30 wird gemäß einer Ausführungsform die Funktionsschicht mehrlagig ausgeführt. In Figur 2 ist eine elastische Kalanderwalze 30 mit einer solchen mehrlagigen Funktionsschicht veranschaul icht. Im dargestellten Beispiel ist die F u n kt ion ssch i cht zwe i sch icht ig , beste h en d a u s e i n er ä u ßere n ersten Funktionsschichtlage 34 und einer darunter angeordneten zweiten Funktionsschichtlage 33. To further improve the mechanical resistance of the functional layer of a suitable for the second portion 102 of a calender 100 elastic Roller 30, the functional layer is performed in multiple layers according to an embodiment. FIG. 2 shows an elastic calender roll 30 with such a multilayer functional layer. In the illustrated example, the invention is essentially independent of a first functional layer layer 34 and a second functional layer layer 33 arranged thereunder.
Die erste Funktionsschichtlage 34 weist zwei einander gegenüberliegende Mantelflächen auf, von denen die äußere gleichzeitig die äußere Umfangsfläche der elastischen Kalanderwalze 30 bildet. Die andere Mantelfläche grenzt an die äußere Mantelfläche der zweiten Funktionsschichtlage 33 an, und ist mit dieser festhaftend verbunden . Die zweite Funktionssch ichtlage 33 ist auf der Grundsch icht 32 angebracht, die für die Haftung der Funktionsschicht auf dem Walzenkern 31 sorgt. Aufbau und Zusammensetzung der zweiten Funktionsschichtlage 33 entsprechen dem einer Funktionsschicht für den Einsatz im ersten Abschnitt 101 eines Kalanders 1 00. Diese zweite Funktionsschichtlage ist insbesondere auf Abriebfestigkeit und mechanische Beständigkeit optimiert, vor allem in Hinblick auf eine Beständigkeit gegenüber lokalen Überlastungen, so dass die Schadensgröße im Schadensfall begrenzt bleibt und nur eine geringe Wahrscheinlichkeit von Folgeschäden durch ausgebrochene Teile besteht. Zur Ausbildung der zweiten Funktionsschichtlage 33 können beispielsweise vernetzte Epoxidharze verwendet werden, die mit feinen und/oder groben Füllstoffen und Kurzfasern verstärkt sind. Der Anteil der Füllstoffe wird vorzugsweise aus dem Bereich von 10 bis 30 Volumenprozent gewählt, der der Kurzfasern aus dem Bereich von 5 bis 15 Volumenprozent. The first functional layer layer 34 has two mutually opposite lateral surfaces, of which the outer simultaneously forms the outer peripheral surface of the elastic calender roll 30. The other lateral surface adjoins the outer lateral surface of the second functional layer layer 33, and is adhesively bonded thereto. The second functional layer 33 is applied to the base layer 32, which ensures the adhesion of the functional layer to the roll core 31. The structure and composition of the second functional layer layer 33 correspond to that of a functional layer for use in the first section 101 of a calender 100. This second functional layer layer is optimized in particular for abrasion resistance and mechanical resistance, in particular with regard to a resistance to local overloads, so that the size of the damage is limited in the event of damage and there is only a low probability of consequential damage from broken parts. For the formation of the second functional layer layer 33, it is possible, for example, to use crosslinked epoxy resins which are reinforced with fine and / or coarse fillers and short fibers. The proportion of fillers is preferably selected in the range of 10 to 30% by volume, that of the short fibers in the range of 5 to 15% by volume.
Als Kurzfasern werden bevorzugt Aramidfasern verwendet. Die erste Funktionsschichtlage 34 ist für den Einsatz im zweiten Abschnitt 102 eines Kalanders 1 00 optim iert, d .h . auf Erzielen und Aufrechterhalten einer sehr glatten und homogenen Oberfläche. Zur Ausbildung der ersten Funktionsschichtlage können beispielsweise vernetzte Epoxidharze verwendet werden, in die feine Füllstoffe mit Abmessungen von vorzugsweise wen iger als 1 μιτι und Kurzfasern eingebettet werd en . Der Ante il F ü l l stoffe i n d er ersten Funktionsschichtlage 34 weist vorzugsweise Werte aus dem Bereich von 2 bis 20 Volumenprozent, der der Kurzfasern Werte aus dem Bereich von 0,5 bis 12 Volumenprozent. Die Kurzfasern werden bevorzugt von Aramidfasern gebildet. Aramid fibers are preferably used as short fibers. The first functional layer layer 34 is optimized for use in the second section 102 of a calender 100, ie. Achieving and maintaining a very smooth and homogeneous surface. For the formation of the first functional layer layer, for example, crosslinked epoxy resins can be used, embedded in the fine fillers with dimensions of preferably less than 1 μιτι and short fibers become . The adhesive filler in the first functional layer layer 34 preferably has values in the range from 2 to 20% by volume, that of the short fibers values from the range from 0.5 to 12% by volume. The short fibers are preferably formed by aramid fibers.
Ferner ist, falls der Anteil der Füllstoffe 13 Volumenprozent überschreitet, der Anteil der Kurzfasern bevorzugt kleiner als 8 Volumenprozent. Ebenso ist, falls der Anteil der Kurzfasern 8 Volumenprozent überschreitet, der Anteil der Füllstoffe bevorzugt kleiner als 13 Prozent. Furthermore, if the proportion of the fillers exceeds 13% by volume, the proportion of short fibers is preferably less than 8% by volume. Similarly, if the proportion of short fibers exceeds 8 volume percent, the proportion of the fillers is preferably less than 13 percent.
Durch das Aufbringen der für den zweiten Kalanderabschnitt 102 optimierten ersten Funktionsschichtlage 34 auf eine für den ersten Kalanderabschnitt 101 optimierten zweiten Funktionsschichtlage 33 werden die auf die erste Funktionsschichtlage 34 einwirkenden mechanischen und thermischen Belastungen auf die zweite, beständigere Funktionsschichtlage übertragen, wodurch sich die mechanische Beständigkeit der ersten Funktionsschicht 34 verbessert. Aufgrund der hieraus folgenden besseren Beständigkeit gegenüber lokalen Überlastungen reduziert der besch riebene meh rl ag ig e Aufbau d er Fu n ktionssch icht eines elastischen Walzenbezugs die Wahrscheinlichkeit von Abplatzungen und Folgeschäden durch ausgebrochene Teile. By applying the first functional layer layer 34 optimized for the second calender section 102 to a second functional layer layer 33 optimized for the first calender section 101, the mechanical and thermal stresses acting on the first functional layer layer 34 are transferred to the second, more stable functional layer layer, thereby increasing the mechanical resistance of the functional layer improved first functional layer 34. Because of the resulting better resistance to local overloads, the described multiple structure of the expansion layer of an elastic roll cover reduces the likelihood of flaking and consequential damage from broken parts.
In einer weiteren Ausführungsform nehmen Füllstoffanteil und Partikelgrößen der Füllstoffe in der zweiten Funktionsschichtlage 33 wie eventuell auch deren Faseranteil im äußeren Randbereich zur ersten Funktionsschicht 34 zunehmend ab. Durch einen solchen graduellen Übergang zur ersten Funktionsschichtlage werden Spannungen zwischen erster und zweiter Funktionsschicht minimiert und die mechanische Beständigkeit der ersten Funktionsschicht zusätzlich erhöht. Der graduelle Übergang kann als eigenständige Zwischenlage angesehen werden bzw. auch als solche ausgebildet sein, die zwischen erster und zweiter Funktionslagenschicht angeordnet ist. Der graduelle Übergang kann sich aber auch über einen Großteil oder die ganze zweite Funktionsschichtlage 33 erstrecken, da diese Funktionslagenschichtlage, wie unten noch erläutert wird, nicht mit der glatten Seite einer Papierbahn in Berührung kommt, sondern gegebenenfalls lediglich mit der ungeglätteten. Ein negativer Einfluss auf das letztendliche Glättungsergebnis durch eine sich graduell verändernde Füllstoff- und Fasereinbindung ist in diesen Anwendungsfällen nicht zu befürchten. In a further embodiment, filler content and particle sizes of the fillers in the second functional layer layer 33, as well as possibly also their fiber content in the outer edge region, increasingly decrease relative to the first functional layer 34. Such a gradual transition to the first functional layer layer minimizes stresses between the first and second functional layers and additionally increases the mechanical resistance of the first functional layer. The gradual transition can be regarded as an independent intermediate layer or can also be designed as such, which is arranged between the first and second functional layer layers. However, the gradual transition can also extend over a large part or the entire second functional layer layer 33, since this functional layer layer layer, as will be explained below, does not coincide with the smooth one Side of a paper web comes into contact, but possibly only with the unsmoothed. A negative influence on the final smoothing result by a gradually changing filler and fiber binding is not to be feared in these applications.
Üblicherweise weist die Funktionsschicht eines elastischen Kalanderwalzenbezugs e i n e S ch i chtd i cke vo n etwa 5 b i s 1 5 m m auf. Bei einer zweischichtigen Funktionsschicht ist bei einer Ausfüh rungsform d ie Sch ichtd icke der ersten Funktionsschicht 34 geringer als die der zweiten Funktionsschicht. Beispielweise weist die erste Funktionsschicht eine Schichtdicke von etwa 1 bis 3 mm auf, während die zweite Funktionsschicht eine Schichtdicke von etwa 4 bis 12 mm aufweist. Usually, the functional layer of an elastic calender roll cover has a thickness of about 5 b m s 1 5 m. In the case of a two-layer functional layer, in one embodiment, the layer thickness of the first functional layer 34 is less than that of the second functional layer. For example, the first functional layer has a layer thickness of about 1 to 3 mm, while the second functional layer has a layer thickness of about 4 to 12 mm.
Neben einer, im Vergleich mit herkömmlichen Walzenbezügen für den zweiten Abschnitt 102 eines Kalanders 100, höheren mechanischen Beständigkeit, weist eine wie beschrieben mehrlagige Funktionsschicht noch den Vorteil auf, dass die Walze nach Verschleiß der ersten Funktionsschicht im ersten Abschnitt 101 eines Kalanders weiterverwendet werden kann, in d e m d i e Walzenoberfläche gegen die noch ungeglättete Seite d er Papierbah n d rückt. H ierd u rch kan n d ie Anzah l der Ersatzwalzen, die zum Aufrechterhalten des Kalanderbetriebs erforderlich sind, reduziert werden. Selbstverständlich kann die erste Funktionsschicht alternativ hierzu nach Verschleiß auch wieder auf der zweiten Funktionsschicht erneuert werden. In addition to a higher mechanical resistance in comparison to conventional roller covers for the second section 102 of a calender 100, a functional layer having multiple layers as described has the further advantage that the roller can continue to be used in the first section 101 of a calender after wear of the first functional layer, in that the roll surface moves against the still unsmoothed side of the paper web. You can reduce the number of replacement rollers needed to maintain calendering. Of course, the first functional layer can alternatively be renewed after wear on the second functional layer again.
Zu r H erstel l u ng der zweiten Fu n ktion ssch ichtlage 33 wi rd gemäß einer Ausführungsform eine Faserstoffbahn mit einem Polymer getränkt, beispielsweise einem Harz bzw. einer Harzmischung, dem die Füllstoffe beigemengt wurden. Die so polymergetränkte Faserstoffbahn wird anschließend um den den Walzenkörper umschließenden Baselayer gewickelt. Anschließend wird das Polymer mittels Wärme und/oder Strahlungseinwirkung ausgehärtet. Falls der Anteil der Faserstoffe in der ersten Funktionsschichtlage 34 weniger als etwa 5 Volumenprozent beträgt, wird diese in zur Herstellung der zweiten Funktionsschichtlage analoger Weise auf diese aufgebracht, wobei je nach Ausführungsform unterschiedliche Füllstoffarten oder -mengen sowie Polymersysteme verwendet werden. Auch diese Schicht wird durch Einwirken von Wärme und/oder Strahlung ausgehärtet. Weist die erste Funktionsschichtlage einen Anteil an Faserstoffen von deutlich weniger als 5 Volumenprozent auf, so wird die erste Funktionsschichtlage 34 bevorzugt in einem Gießprozess oder in einem Streichverfahren auf die zweite Funktionsschichtlage 33 aufgebracht. Selbstverständlich können erste und zweite Funktionsschichtlage auch zusammen in einem gemeinsamen Arbeitsschritt ausgehärtet werden. In accordance with one embodiment, in order to form the second functional layer 33, a fibrous web is impregnated with a polymer, for example a resin or a resin mixture, to which the fillers have been added. The polymer-impregnated fibrous web is then wound around the base body surrounding the roll body. Subsequently, the polymer is cured by means of heat and / or radiation. If the proportion of the fibers in the first functional layer layer 34 is less than about 5 percent by volume, this is applied in an analogous manner to the production of the second functional layer layer, depending on Embodiment different Füllstoffarten or amounts and polymer systems can be used. This layer is also cured by the action of heat and / or radiation. If the first functional layer layer has a proportion of fibrous materials of significantly less than 5% by volume, the first functional layer layer 34 is preferably applied to the second functional layer layer 33 in a casting process or in a coating process. Of course, first and second functional layer layer can also be cured together in a common step.

Claims

Patentansprüche 1 . Walzenbezug für eine Gegenwalze (30) insbesondere zur Verwendung in einer Kalandersektion (100) einer Papiermaschine, umfassend: Claims 1. Roll cover for a counter roll (30), in particular for use in a calender section (100) of a paper machine, comprising:
- eine erste Funktionsschichtlage (34) mit einer ersten Oberfläche, die die äußere Mantelfläche des Walzenbezugs bildet, und mit einer gegenüber der ersten Oberfläche angeordneten zweiten Oberfläche, und  - A first functional layer layer (34) having a first surface, which forms the outer surface of the roll cover, and with a relation to the first surface arranged second surface, and
- eine zweite Funktionsschichtlage (33), deren äußere Mantelfläche an die zweite Oberfläche der ersten Funktionsschicht (34) anschließt, wobei das Material der ersten Funktionsschichtlage (34) eine gegenüber dem Material der zweiten Funktionsschichtlage (33) homogenere Zusammensetzung aufweist.  - A second functional layer layer (33) whose outer lateral surface adjoins the second surface of the first functional layer (34), wherein the material of the first functional layer layer (34) has a relation to the material of the second functional layer layer (33) more homogeneous composition.
2. Walzenbezug gemäß Anspruch 1 , worin das Grundmaterial der ersten und der zweiten Funktionsschichtlage von einer Polymermatrix gebildet ist, die insbesondere ausgewählt ist unter Epoxid, Polyurethan, Polyether, Polycarbonat und Polyetheretherketon. 2. Roll cover according to claim 1, wherein the base material of the first and the second functional layer layer is formed by a polymer matrix, which is in particular selected from epoxide, polyurethane, polyether, polycarbonate and polyetheretherketone.
3. Walzenbezug nach Anspruch 1 oder 2, worin die erste Funktionsschichtlage (34) keine Füllstoffe enthält. 3. roll cover according to claim 1 or 2, wherein the first functional layer layer (34) contains no fillers.
4. Walzenbezug nach Anspruch 1 oder 2, worin die erste Funktionsschichtlage (34) Füllstoffe enthält, deren mittlere Partikelgröße kl e i n e r i st a l s d i e m ittl ere Partikelgröße der in der zweiten Funktionsschichtlage (33) enthaltenen Füllstoffe. 4. roll cover according to claim 1 or 2, wherein the first functional layer layer (34) contains fillers whose average particle size kl e i n e r i sta l s d i e m ittl with more particle size of the fillers contained in the second functional layer layer (33).
5. Walzenbezug nach Anspruch 1 , 2 oder 4, worin die erste Funktionsschichtlage (34) eine geringere Menge an Füllstoffen aufweist als die zweite Funktionsschichtlage (33). 5. roll cover according to claim 1, 2 or 4, wherein the first functional layer layer (34) has a smaller amount of fillers than the second functional layer layer (33).
6. Walzenbezug nach einem der Ansprüche 1 , 2, 4 oder 5, worin die erste Funktionsschichtlage (34) und die zweite Funktionsschichtlage (33) jeweils Fasern aufweisen, und worin der Anteil der Fasern in der ersten Funktionsschichtlage (34) geringer ist als der Anteil der Fasern in der zweiten Funktionsschichtlage (33). A roll cover according to any one of claims 1, 2, 4 or 5, wherein the first functional layer layer (34) and the second functional layer layer (33) each comprise fibers, and wherein the proportion of the fibers in the first functional layer layer (34) is less than that Proportion of the fibers in the second functional layer layer (33).
7. Walzenbezug nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Schichtdicke der ersten Funktionsschichtlage (34) kleiner ist als die Schichtdicke der zweiten Funktionsschichtlage (33). 7. roll cover according to one of the preceding claims, wherein the layer thickness of the first functional layer layer (34) is smaller than the layer thickness of the second functional layer layer (33).
8. Walzenbezug nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Zusammensetzung des Materials der zweiten Funktionsschichtlage (33) in Richtung zur zweiten Oberfläche der ersten Funktionsschichtlage (34) eine zunehmend homogenere Konsistenz aufweist, die an der Grenzfläche zur zweiten Oberfläche der ersten Funktionsschichtlage imA roll cover according to any one of the preceding claims, wherein the composition of the material of the second functional layer layer (33) towards the second surface of the first functional layer layer (34) has an increasingly homogeneous consistency which is at the interface with the second surface of the first functional layer layer in the
Wesentlichen der Konsistenz der ersten Funktionsschichtlage (34) an deren zweiter Oberfläche entspricht. Substantially corresponds to the consistency of the first functional layer layer (34) on the second surface.
9. Walzenbezug nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin eine Trägerschicht (32) zwischen zweiter Funktionsschichtlage (33) und9. roll cover according to one of the preceding claims, wherein a carrier layer (32) between the second functional layer layer (33) and
Walzenkern (31 ) angeordnet ist. Roller core (31) is arranged.
10. Verwendung einer Kalanderwalze mit einem Bezug nach einem der vorangehenden Ansprüche in einer Kalandersektion (100) einer Papiermaschine, wobei die Kalanderwalze (30) nach dem Abtragen der ersten Funktionsschichtlage (34) im ersten Abschnitt (101 ) der Kalandersektion (100) verwendet wird, indem die Walze (30) gegen die noch ungeglättete Oberfläche der Papierbahn (10) drückt. Use of a calender roll having a cover according to one of the preceding claims in a calender section (100) of a paper machine, the calender roll (30) being used after the removal of the first functional layer layer (34) in the first section (101) of the calender section (100) in that the roller (30) presses against the still unsmoothed surface of the paper web (10).
1 1 . Verfahren zur Herstellung eines Walzenbezugs für eine Gegenwalze zur Verwendung in einer Kalandersektion (100) einer Papiermaschine mit Schritten zum Tränken einer Faserstoffbahn mit einem Polymer, dem Füllstoffe beigemengt sind, Wickeln der harzgetränkten Faserstoffbahn um den Baselayer, der den Walzenkörper umschließt, Aushärten der auf den Baselayer aufgebrachten Lage zum Fertigstellen der zweiten Funktionsschichtlage (33) und Aufbringen der ersten Funktionsschichtlage (34), wobei das eventuell Fasern und/oder Füllstoffe enthaltende Polymer zur Ausbildung der ersten Funktionsschichtlage (34) in einem Gießprozess oder einem Streichprozess auf die zweite Funktionsschichtlage (33) aufgebracht wird, falls der Anteil der Fasern in dem Polymer weniger als 5 Volumenprozent beträgt. 1 1. A method of making a roll cover for a backing roll for use in a calender section (100) of a paper machine comprising steps of soaking a fibrous web with a polymer, the Fillers are mixed, winding the resin-impregnated fibrous web to the base layer, which encloses the roll body, curing the applied to the base layer layer to complete the second functional layer layer (33) and applying the first functional layer layer (34), which may contain fibers and / or fillers Polymer for forming the first functional layer layer (34) in a casting process or a coating process on the second functional layer layer (33) is applied, if the proportion of fibers in the polymer is less than 5 percent by volume.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1 1 umfassend Schritte zum Tränken einer Faserstoffbahn mit einem Polymer, dem Füllstoffe beigemengt sind, Wickeln der harzgetränkten Faserstoffbahn um die zweite Funktionsschichtlage (33) und Aushärten der auf die zweite Funktionsschichtlage (33) aufgebrachten Lage zum Fertigstellen der ersten 35 Funktionsschichtlage (34), falls der Anteil der Fasern in dem Polymer mehr als 5 Volumenprozent beträgt. 12. The method of claim 1 1 comprising steps for impregnating a fibrous web with a polymer, the fillers are added, winding the resin-impregnated fibrous web to the second functional layer layer (33) and curing of the second functional layer layer (33) applied layer for finishing the first 35th Functional layer layer (34) if the proportion of fibers in the polymer is more than 5% by volume.
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