EP2511418A1

EP2511418A1 - Verwendung einer mehrschichtig aufgebauten Walze

Info

Publication number: EP2511418A1
Application number: EP20110162101
Authority: EP
Inventors: Karl-Ulrich Schäfer
Original assignee: Schaferrolls & Co KG GmbH
Current assignee: Schaferrolls & Co KG GmbH
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2031-04-12
Also published as: EP2511418B1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer mehrschichtig aufgebauten Walze (10), die eine relativ weiche innere Schicht (16) und eine darauf folgende relativ harte und verschleißfeste äußere Schicht (18) aufweist, wobei die äußere Schicht (18) eine Härte von 5 bis 100 P&J, vorzugsweise 5 bis 80 P&J, und die weichere Schicht (16) eine Härte von 20 bis 180 P&J, vorzugsweise 30 bis 150 P&J, besitzt, als Streichwalze oder als Leimwalze oder als Filmpresswalze zur Oberflächen-Veredelung von Papier, Karton oder Zellstoff

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer mehrschichtig aufgebauten Walze, die eine relativ weiche innere Schicht und eine darauf folgende relativ harte und verschleißfeste äußere Schicht aufweist, wobei die äußere Schicht eine Härte von 5 bis 100 P&J und die weichere Schicht eine Härte von 20 bis 180 P&J besitzt.
Mehrschichtig aufgebaute Walzen, die im Bereich der Papierherstellung eingesetzt werden, sind allgemein bekannt. So beschreibt beispielsweise die Druckschrift EP 1 659 216 B1 eine Entwässerungswalze, die eine relativ harte äußere Schicht und eine relativ weiche innere Schicht aufweist.
Im Bereich der Oberflächen-Veredelung von Papier werden einschichtige Walzen, d.h. Walzen mit einem einschichtigen Walzenbezug, eingesetzt. Obgleich sich diese Bezüge in der Praxis durchaus bewährt haben, bleibt weiterhin der Wunsch nach Verbesserungen und Optimierungen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt deshalb darin, eine verbesserte und optimierte Walze zum Leimen, Pigmentieren oder Streichen von Papier bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine mehrschichtig aufgebaute Walze als Streichwalze oder Leimwalze oder Filmpresswalze verwendet wird, die eine relativ weiche innere Schicht und eine darauf folgende relativ harte und verschleißfeste äußere Schicht aufweist, wobei die äußere Schicht eine Härte von 5 bis 100 P&J und die weichere Schicht eine Härte von 20 bis 180 P&J besitzt.
Es hat sich herausgestellt, dass eine solche Walze mit einem zweischichtigen Walzenbezug sehr gut als Walze zur Oberflächen-Veredelung von Papier (beispielsweise zum Leimen, Pigmentieren oder Streichen) eingesetzt werden kann. Durch die Aufteilung des Walzenbezugs in zwei Schichten lassen sich die gewünschten und geforderten Eigenschaften gezielt in zwei Schichten unabhängig voneinander einstellen. Die äußere Schicht lässt sich beispielsweise im Hinblick auf die Oberflächenrauheit und die hydrophilen Eigenschaften optimieren, um damit die Filmbildung, Auftragsmenge, Filmübertrag und/oder Blattabgabe einzustellen. So lässt sich beispielsweise das so genannte "Misting" (Nebelbildung) reduzieren bzw. vermeiden. Auch das so genannte "Sheet-Stealing" kann durch Einstellung der Oberflächenbeschaffenheit vermieden werden.
Zusätzlich kann die äußere Schicht hinsichtlich des eingesetzten Werkstoffs optimiert werden, um mechanische, chemische und thermische Beständigkeit entsprechend den Erfordernissen einzustellen. Insbesondere lässt sich die Lebensdauer des Bezugs damit erhöhen.
Die innere Schicht wird hinsichtlich der dynamischen Eigenschaften ausgewählt und eingestellt, um beispielsweise die Dämpfung von Schwingungen zu optimieren, die durch äußere Einflüsse hervorgerufen werden. Die Dämpfung lässt sich beispielsweise durch gezielte Einstellung der Härte innerhalb des vorgegebenen Bereichs optimieren.
Zusätzlich lassen sich durch Optimierung des elastischen Verhaltens und der Wärmeleitfähigkeit der inneren Schicht Vibrationstendenzen infolge thermischer Bombage vermeiden.
Insgesamt zeigt sich, dass sich durch Verwendung einer solchen mehrschichtig aufgebauten Walze ein deutlich verbessertes Ergebnis bei der Oberflächen-Veredelung von Papier gegenüber bisher eingesetzten Walzen mit einschichtigem Walzenbezug erreichen lässt.
Besonders bevorzugt wird das Material der äußeren Schicht so gewählt, dass eine Härte von 5 bis 80 P&J erreicht wird. Weiter bevorzugt weist die weichere Schicht eine Härte von 30 bis 150 P&J auf.
Diese Werte haben sich in der Praxis als besonders gut geeignet herausgestellt.
Als Material für die äußere Schicht wird bevorzugt Kautschuk, Gummi, Polyurethan oder Vollgummi gewählt. Die innere Schicht besteht bevorzugt aus Kautschuk, Gummi, Polyurethan oder Vollgummi. Besonders bevorzugt sind dieselben Materialien für die innere Schicht und die äußere Schicht gewählt.
Besonders bevorzugt weist die innere Schicht eine Dicke von 5 bis 50 mm, vorzugsweise 10 bis 20 mm, auf. Die äußere Schicht weist bevorzugt eine Dicke von 2 bis 20 mm, vorzugsweise 4 bis 10 mm, auf.
Bevorzugt weist die Walze einen inneren Metallkern oder Metallkörper auf, der den Schichtaufbau trägt, wobei vorzugsweise zwischen dem Metallkern und der inneren Schicht eine Zwischenschicht vorgesehen ist, die vorzugsweise aus Gummi, Polyurethan oder Kunststoff besteht.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Schnittdarstellung einer mehrschichtigen Walze, die erfindungsgemäß als Walze zur Oberflächen-Veredelung von Papier verwendet wird.
In der Figur ist eine schematische Darstellung einer Walze im Schnitt gezeigt und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.
Auf einem Stahlkern 12, der beliebig ausgebildet sein kann und an seinen nicht dargestellten Enden Wellenenden zur Lagerung aufweist, ist zuerst eine Zwischenschicht 14 aufgebracht. Sie weist eine Dicke von mehreren Millimetern auf und besteht bevorzugt aus Vollgummi. Andere Materialien, wie Polyurethan oder Kunststoff, sind jedoch auch denkbar.
Auf die Zwischenschicht 14 ist eine innere Schicht 16 aufgebracht, beispielsweise durch Vulkanisieren. Diese innere Schicht 16 weist eine Dicke von etwa 5 bis 50 mm, vorzugsweise 10 bis 20 mm, auf.
Auf diese innere Schicht 16 ist wiederum eine äußere Schicht 18 aufvulkanisiert, die eine Dicke von 2 bis 20 mm, vorzugsweise 4 bis 10 mm, besitzt.
Sowohl die innere Schicht 16 als auch die äußere Schicht 18 sind aus Gummi gefertigt. Allerdings könnte auch Polyurethan als Material für die beiden Schichten benutzt werden.
Die innere Schicht 16 besitzt eine Härte im Bereich von 20 bis 180 P&J, vorzugsweise 30 bis 150 P&J. Die Härte der äußeren Schicht 18 liegt im Bereich von 5 bis 100 P&J, vorzugsweise zwischen 5 und 80 P&J. Die innere Schicht 16 ist folglich weicher als die äußere Schicht 18.
Eine solche Walze wird nun im Bereich der Oberflächen-Veredelung von Papier oder papierähnlichen Stoffen verwendet, beispielsweise um Material aufzutragen. Die Walze kann folglich als Leimwalze, Streichwalze oder Filmpresswalze zur Oberflächen-Veredelung verwendet werden.
Durch den Einsatz eines Walzenbezugs, der zumindest zwei Schichten, nämlich die innere Schicht 16 und die äußere Schicht 18, umfasst, lassen sich die Anforderungen an die Walze gezielter umsetzen. Die verschiedenen umzusetzenden Anforderungen bzw. Funktionen werden sozusagen auf die beiden Schichten verteilt mit dem Ergebnis, dass die einzelnen Funktionen optimiert werden können.
Mit anderen Worten heißt das, dass sich bei einer Verwendung der mehrschichtigen Walze als Streichwalze oder Leimwalze- oder Filmleimpresswalze die Vorteile in der Schwingungsdämpfung erweitern lassen durch erhebliche Vorteile, die sich aufgrund spezifischer Aufgabenteilung der beiden Schichten gegenüber einem Walzenbezug mit nur einer Schicht erreichen lassen. Zusammenfassend ergeben sich folgende Vorteile:

1. äußere Schicht
1. a. Lebensdauer
  1. i. Erhöhte Verschleißbeständigkeit
  2. ii. Optimierte thermische Beständigkeit
  3. iii. Optimierte chemische Beständigkeit
2. b. Funktion
  1. i. Optimierte Filmbildung - Steuerung hydrophiler Eigenschaften/Oberflächenspannung
  2. ii. Filmstärke - Oberflächenbeschaffenheit, Steuerung und Stabilisierung von Ra-Werten
  3. iii. Filmübertrag auf das Papier - Steuerung von Releaseeigenschaften (Stichwort "misting")
  4. iv. Blattabgabe - Oberflächenbeschaffenheit, Stabilisierung von Ra-Werten (Stichwort "sheet stealing")
2. innere Schicht
1. a. Erweiterter Härtebereich ("Dämpfung") - aufgrund der sehr breiten Anwendungsmöglichkeit (Streichen, Pigmentieren, Leimen) und der Vielfalt von Papiersorten ist ein Härtebereich von 30 bis 180 P&J vorteilhaft
2. b. Erhöhte Elastizität und verbessertes Rückstellvermögen, erhöhte Wärmeleitfähigkeit
  1. i. Verminderung von Vibrationstendenzen, verursacht durch unzureichende Hysterese = ungleichmäßige thermische Ausdehnung = beeinträchtigt Rundheit der Beschichtung
  2. ii. Störung des Querprofils durch Abweichungen der Auftragsmenge, verursacht durch thermische Bezugsbombage

Insgesamt führt die Verwendung einer mehrschichtig aufgebauten Walze, die eine innere Schicht und eine äußere Schicht mit den angegebenen Härtebereichen aufweist, zur Veredelung von Oberflächen von Papier zu einem Ergebnis, dass deutlich besser ist als bei einschichtigen Walzen, wie sie bisher zum Einsatz kommen.

Claims

Verwendung einer mehrschichtig aufgebauten Walze (10), die eine relativ weiche innere Schicht (16) und eine darauf folgende relativ harte und verschleißfeste äußere Schicht (18) aufweist, wobei die äußere Schicht (18) eine Härte von 5 bis 100 P&J, vorzugsweise 5 bis 80 P&J, und die weichere Schicht (16) eine Härte von 20 bis 180 P&J, vorzugsweise 30 bis 150 P&J, besitzt, als Streichwalze oder als Leimwalze oder als Filmpresswalze zur Oberflächen-Veredelung von Papier, Karton oder Zellstoff.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die äußere Schicht (18) aus einem Material der folgenden Gruppe besteht: Kautschuk, Gummi, Polyurethan, vorzugsweise aus Vollgummi.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (16) aus einem Material der folgenden Gruppe besteht: Kautschuk, Gummi, Polyurethan, vorzugsweise aus Vollgummi.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (16) und die äußere Schicht (18) aus dem selben Material bestehen.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (16) eine Dicke von 5 bis 50 mm aufweist, vorzugsweise 10 bis 20 mm.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (18) eine Dicke von 2 bis 20 mm aufweist, vorzugsweise 4 bis 10 mm.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (10) einen inneren Metallkern oder Metallkörper aufweist, der den Schichtaufbau trägt, wobei vorzugsweise zwischen dem Metallkern und der inneren Schicht (16) eine Zwischenschicht (14) vorgesehen ist, die insbesondere aus Gummi, Polyurethan oder Kunststoff besteht.