SE512982C2 - Metod vid framställning av en teflonmantlad vals - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 512 9822 Det är känt att utnyttja en gummivals som utvändigt är försedd med en teflonmantel, till vilken plasten ej vidhäñar. Detta har givit väsentligt längre drifistider, normalt ca 8-10 veckor, men kvaliteten på den plastbelagda kartongen som tillverkas med utnyttjande av -teflonrnantlade gummivalsar enligt känd teknik, kan ej riktigt mäta sig med plastbelagd kartong som tillverkats med konventionella gummivalsar utan teflonmantel. Teflon- mantlade gununivalsar enligt känd teknik har ej heller löst problemet med att erhålla hög _ precision i valsens jämnhet, dvs valsytans avvikelse från ett exakt rakt plan under rotation. Speciellt i ändama av valsen kan avvikelsen vara Oacceptabel. Ett ytterligare problem med kända teflonmantlade gummivalsar är att de normalt måste köras med mycket begränsat linjetryck, enbart ca 3-4 kP/längdcm. Detta medför svårigheter i att erhålla god kvalitet, efiersom ju högre linjetryck som används desto säkrare vidhäftning av plastlaminatet erhålles.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser att lösa ovanstående problem, varvid presenteras en metod vid framställning av en teflonmantlad vals, vilken vals är avsedd att utnyttjas i samband med tillverkning av plastbelagt material. Enligt uppfinningen bearbetas teflonmantelns yta medelst blästring.

Enligt en aspekt av uppfinningen utföres blästringen med aluminiumdioxid (A102) vid ett blästringstryck av 1-8 bar(ö), företrädesvis 2-6 bar(ö) och än mer föredraget 3-5 bar(ö).

Enligt en annan aspekt av uppfinningen kontrolleras blästringen så att tjockleken hos teflonmanteln under blästringen reduceras med 40-70%, företrädesvis 50-60%, varvid företrädesvis minst 0,1 mm, och än mer föredraget minst omkring 0,2 mm obearbetad tjocklek hos teflonmanteln kvarstår efter blästringen.

Det har visat sig att en teflonmantlad gummivals med blästrad teflonyta resulterar i en kvalitet hos den plastbelagda kartongen som äri samma klass som den kvalitet som konventionellt erhålles med gummimantlade valsar. Detta låter sig förklaras genom att blästringen sänker teflonmantelns ythårdhet så att den efier behandlingen får en ythårdhet som motsvarar en gummivals. Ythårdhet mäts inom branschen i Shore A. En optimal gunmiivals har en ythårdhet av ca Shore A 85 medan en obehandlad teflonmantlad gummivals har en ythårdhet av ca Shore A 92. Genom blästringen sänks alltså ythårdheten hos den teflonmantlade gummivalsen till att hamna ungefär kring Shore A 85. Det har också överraskande visat sig att problemet med vidhäñning av plastfilmen i “lä 10 15 20' 25 30 35 512 982 mot teflonet också undvikes då teflonytan är blästrad. Man kunde annars tänka sig att en blästrad teflonyta skulle befrämja vidhåñning.

Enligt en aspekt av uppfinningen presenteras också en metod vid tillverkning av en cirkulärcylindrisk, teflonmantlad gummivals, vilken vals främst är avsedd att utnyttjas i samband med tillverkning av plastbelagd kartong, och vilken vals blästras enligt uppfinningen. Metoden innefattar i nämnd ordning stegen: (a) påförande av en cirkulärcylindrisk teflonmantel på sagda gummivals, (b) krympning av teflonmanteln på gummivalsen, medelst värmebehandling, (c) injektion av lim mellan sagda teflonmantel och sagda gurrunivals, vilken injektion utföres först efter steg (b), följt av (d) spridning av limmet mellan teflonmanteln och gummivalsen, medelst ett utifrån pålagt tryck.

Enligt en aspekt av metoden för påförande och limning av valsen föregås metoden av att gummivalsen balanseras. Företrädesvis åtföljs också metoden av att teflonmantelns ändar kryrnpes medelst värmebehandling, efier steg (d), varefter limmet tillåtes att hårda.

Slutligen putsas teflonmantelns yta till önskad jämnhet, varvid valsen företrädesvis monteras i svarv och ytan poleras med polerskiva.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen tillverkas teflonmanteln företrädesvis i teflontypen PFA. Även andra typer av teflon är tänkbara.

Det har överraskande visat sig att man, medelst metoden för påförande och limning av valsen, kan tillverka en teflonmantlad gurnmivals som uppvisar mycket, för att inte säga oerhört, god precision i jämnheten. Gummivalsar med precisioner av omkring 0,2 mm kast och parallellitet eller därunder, företrädesvis omkring 0,15 mm eller därunder och än mer föredraget omkring 0,1 mm eller därunder, t.ex. 0,08 mm kan således tillverkas enligt metoden. Således kan med hjälp av föreliggande metod teflonmantlade gummivalsar tillverkas där vid rotation ytan i någon punkt maximalt avviker 0.08 mm från ett exakt imaginärt plan som utsträcker sig parallellt med valsens rotationsaxel någonstans vid valsens yta. Det har därutöver överraskande visat sig att teflonmantlade gummivalsar som tillverkats enligt uppfinningen har längre livslängd än kända teflonmantlade gummivalsar. Livslängden kan således vara så lång som ca 12-16 veckor, vilket sannolikt beror på det nya tillverkningssättet i kombination med de mer utjämnade påfrestningar som erhålles tack vare valsens höga precision. 10 15 20 25 30 35 512 982 Därutöver medför den nya tillverkningsmetoden att signifikant högre linjetryck kan användas än vid teflonmantlade valsar tillverkade enligt känd metod, som innebär att limmet påföres före teflonhylsan träs på valsen. En vals som tillverkats enligt uppfinningen har visat sig kunna användas i samband med så höga linjetryck som 22-25 kP/längdcm.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till figurema, varvid Fig. 1 visar i genomskärning en teflonmantlad gummivals som tillverkats enligt uppfinningen och som ligger an mot en kylvals för bildande av ett nyp, Fig. 2 visar ett steg i tillverkningen av den cirkulärcylindriska, teflonmantlade gummivalsen enligt uppfinningen, visar i perspektiv en teflonmantlad gummivals som utsätts för blästring enligt uppfinningen, Fig, 3 Fig. 4 visar en detaljritning av en teflonmantlad vals enligt uppfinningen.

DETALJERAD FIGURBESKRIVNING Detalj nummer 1 i Fig. 1 utgör en teflonmantlad gummivals som tillverkats enligt uppfinningen och som ligger an mot en kylvals 2, av stål, för bildande av ett nyp 3. Vid drift extruderas vid nypet 3 ett vätskebeständigt skikt 20, företrädesvis en plastfilrn, mellan två banor av kartong 21, 22 som löper genom nypet. I nypet pressas det vätskebeständiga skiktet och kartongen ihop under samtidig kylning, varvid ett larninat 23 bildas, t.ex. så kallad vätskekartong vilken utnyttjas for tillverkning av vätskefyllda förpackningar etc. För att erhålla riktigt hög kvalitet är det viktigt att en mycket liten temperaturdifferens kan upprätthållas i nypet, vanligen +/- 1.5°C, vilket erhålles med hjälp av att båda valsama är ihåliga och genomflödas av kylvätska, ofiast vatten, av en temperatur som normalt ligger mellan 5 - 20 °C.

Den teflonmantlade gummivalsen 1 har typiskt en yttre diameter av 250-600 mm, företrädesvis 300-500 mm och än mer fördraget 330-480 mm och är inuti uppbyggd av en inre bomberad cirkulärcylindrisk stålcylinder 4, varvid valsen är ihålig inuti för att möjliggöra vattenflöde därigenom. Utanpå stålcylindern ligger ett skikt av gummi 5, vilket lämpligen uppvisar en tjocklek mindre än 35 mm, företrädesvis mindre än 25 mm och än mer fördraget omkring 15-20 mm. Iu tunnare gummi desto bättre blir värmeöverföringen för kylning av larninatet av vann extruderad plastfllm och kartong. 10 20 25 30 35 512 982 Gummit bör dock ha en viss minsta tjocklek (cza minimum 11 mm) så att det kan deformeras för skapande av en anliggningsyta mellan de två valsama 1 och 2 i nypet 3 av omkring 19-22 mm.

Ytterst på valsen 1 ligger en teflonmantel 6, vilken bringas på plats på gummivalsen medelst en metod enligt en aspekt av föreliggande uppfinning, vilken metod utförligt beskrives nedan.

I Fig. 4 visas i detalj i genomskärning änden av en vals som tillverkats enligt uppfinningen. Det visas alltså själva valskäman 4 med en bit av dess gavelparti 4a.

Utanpå stålcylindern 4 ligger gummiskiket S och utanpå detta teflonmanteln 6. Såsom framgår av figuren har gummimanteln 5 i ändpartiet fasats med en vinkel ot som är ca 3°.

Fasningen löper enligt det föredragna utförandet en sträcka L som är ca 20 mm. Tack vare denna fasning undvikes extrema påkänningar i gummit i ändpartierna i samband med höga linjetryck, samtidigt som det borgar för att en god kvalitet hos det framställda kartongmaterialet erhålles även i de partier som passerar nära ändama.

Vid metoden för tillverkning av en cirkulärcylindrisk, teflonmantlad gummivals 1, utgår i man från stâlcylindem 4, vilken gummeras för bildande av gummiskiktet 5. Därefter balanseras den gummiklädda stålvalsen, på i sig känt vis genom att antingen borra ur material i valsens gavel/gavlar eller genom att applicera tyngder på gaveln/gavlarna. I nästa steg påföres en för valsen skräddarsydd hylsa av teflon, vareñer alltihop monteras i en svarv. Teflonhylsan uppvisar lämpligen en tjocklek av 0,2-1 mm, företrädesvis 0,4-0,8 mm och än mer_föredraget 0,5-0,65 mm och är något längre än valsen.

IFig. 2 visas den gummibelagda valsen 1, med påträdd teflonhylsa 6, som monterats i en svarv 7. Enligt metoden skall nu teflonhylsan krympas för att bilda en teflönmantel på valsen. Detta går till så att hylsan, medelst en klämring 8 i vardera änden inspännes runt gummivalsen, med hjälp av ett stråckverktyg 9 som anbringar en dragkrafi i hylsans längdrikning. Det är viktigt för att undvika veckbildning under krympningen av hylsan.

Hylsan värrnes, lämpligen med varmluñspistol, med start ett kört stycke in från den första, klämringförsedda änden, under rotation av valsen, varefter vamtlufispistolen gradvis förflyttas mot valsens andra ände. Då sträckverktyget 9 drar i hylsan samtidigt som den värmes, kommer teflonhylsan att krympa radiellt mot gummivalsen, samtidigt som den utvidgas på längden, vilket innebär att viss eflerjustering av sträckverktyget successivt måste göras för att upprätthålla önskad dragkrañ i hylsans längdriktning. 10 15 20 25 30 35 512 982.

Efter det att merdelen av teflonhylsan krympts mot gummivalsen för bildande av en teflomnantel, skall den säkras på plats med lim. Limmet injiceras med en sprutkanyl i en mängd av omkring 300 g mellan teflonmanteln och gummivalsen. För att sedan fördela limmet jämnt mellan teflonmanteln och gummivalsen pressas lirnrnet ut medelst ett radiellt tryck, kring ungefär halva valsens omkrets, vilket tryck förflyttas från valsen ena ände till den andra. Proceduren pågår tills limmet är jämnt fördelat och har en tjocklek av , omkring 5-10 pm (visas schematiskt som detalj nummer 12 i Fig. 1). Olika mätmetoder är möjliga för att kontrollera uppnående av optimal limtjocklek, men det har visat sig att personer som efier en längre tid arbetat med metoden upparbetat sådan stor yrkesskicklighet att optimal limtjocklek alltid kan erhållas utan samtidig kontrollmätning.

När limmet har fördelats ut krympes teflonmantelns ändar och därefier tillâtes limmet att härda under rotation i ugn.

Det är således nytt att enligt föreliggande uppfinning applicera limmet först efter det att teflonhylsan krympts. Detta ger, i jämförelse med känd teknik, där limmet således appliceras innan krympningen av hylsan, fördelen att limmet ej exponeras för omkring- liggande atomsfär, dvs ej utsätts för oxidering eller kommer i kontakt med dammpartiklar etc, vilket troligtvis är en av de viktiga anledningar till de väsentliga kvalitetsförbättringar som erhålles enligt uppfinningen.

Då limmet härdat kontrolleras den nu teflonmantlade valsen med avseende på eventuella ojämnheter. Ytan putsas i svarven med utnyttjande av en polerskiva (exempelvis lumpskiva). Den färdiga, blanka ytan uppvisar en hårdhet av omkring 92 Shore A och en mycket god precision ijämnheten, ca Ra 0.08 mm.

Med hänvisning nu till Fig. 3, visas en anordning som utnyttjas för blästring av teflon- ytan, varvid skapas en blästrad yta med en hårdhet av omkring 85 Shore A, dvs samma hårdhet som konventionellt endast uppnås med icke teflonmantlad gummivals.

Enligt metoden för blästring av ytan utnyttjas en blästringsanordning 10 vilken är förskjutbart monterad på en skena 11 som löper parallellt med valsens rotationsaxel.

Blästringsanordningen innefattar en slang 13, för leverans av blästerrnaterialet, vilket företrädesvis utgöres av kom av aluminiumdioxid, ett blästermunstycke 14 och ett antal styrrullar 15, med vars hjälp blästerrnunstycket 14 och därmed slangen 13 kan forskjutas axiellt utmed skenan 11. Blästennunstycket har lämpligen en öppen diameter av omkring 12 mm och avståndet mellan blästermunstycket och närmast liggande del av valsens 10 15 20 30 512 982 mantelvägg är lämpligen 100-400 mm, företrädesvis 200-300 mm. Blästringstrycket är enligt tidigare angivet och munstycket ger en spridning hos blästermaterialet av ca 250 mm.

Vid blästringen föres blästríngsanordningen 10 fram axiellt utmed skenan med konstant hastighet, varvid blästras ett spiralformigt stråk hos mantelväggen, vilket stråk således har en bredd av omkring 250 mm. Under blästringen roteras valsen med ett konstant varvtal. Blästringen bör därvid äga rum så att stråken ligger kant i kant, helst utan överlappning, varvid således blästringsanordningens axiella hastighet anpassas till valsens diameter och varvtal på i sig känt vis.

Fackmannen inser att blästringen kan utföras på annat sätt, t.ex. genom att man låter blästra axiella stråk på en stillaliggande vals. Valsen förflyttas då stegvis för att applicera stråk efier stråk. När så tillräckligt liten bredd återstår att blästras för att kunna åstad- komma detta med en blästring, anpassas avståndet mellan blästermunstycket och valsen så att sista stråket hamnar kant i kant med det första respektive det sista applicerade stråket.

Uppfinningen är ej begränsad till de beskrivna utföringsforrnema utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Fackmannen inser således t.ex. lätt att teflon- hylsan kan kxympas radiellt samtidigt som den sträckes longitudinellt, med utnyttjande av annan utrustning än den beskrivna vannlufispistolen och sträckverktyget. Likaledes kan andra metoder än den beskrivna utnyttjas för att fördela ut limmet mellan gummivals och teflonmantel, etc. Det inses att en vals tillverkad enligt uppfinningen kan användas även inom andra applikationsområden än de ovan beskrivna. Vidare inses att de beskrivna blästringsförfarandet även kan användas i samband med teflonmantlade valsar som tillverkas på annat vis, men där det också finns anledning att försöka anpassa ythårdheten att bli något läge samtidigt som övriga fördelar med en teflonmantlad yta behålls.

Därutöver inser fackmannen att tillverkningsmetoden för att tillverka den teflonmantlade gummivalsen ej nödvändigtvis är kopplad till det i samband med uppfinningen beskrivna blästringsförfarandet.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 512 982 PATENTKRAV

1. Metod vid framställning av en teflonmantlad vals (1), vilken vals är avsedd att utnyttjas i samband med tillverkning av plastbelagt material, k ä n n et e c k n a d a v att teflonmantelns (6) yta bearbetas medelst blästring.

2. Metod vid framställning av en teflonmantlad vals enligt patentkrav 1, k ä n n et e c k n a d av att blästringen utföres så att ythårdheten, mätt i Shore A, minskas med åtminstone två enheter, företrädesvis åtminstone 5 enheter och mest föredraget med ca 7 enheter,

3. Metod vid framställning av en teflonmantlad vals enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ythårdheten efter blästring ligger i intervallet 80-90 Shore A, företrädesvis är 82-88 Shore A och mest föredraget är ca 85 Shore A.

4. Metod enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d a v att blästringen kontrolleras så att tjockleken hos teflonmanteln (6) under blästringen reduceras med 40- 70%, företrädesvis 50-60%, varvid företrädesvis minst 0,1 mm, och än mer föredraget minst omkring 0,2 mm obearbetad tjocklek hos teflonmanteln kvarstår efter blästringen.

5. Metod enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att blästringen utförs med ett blästringstryck av 1-8 bar(ö), företrädesvis 2-6 bar(ö) och än mer föredraget 3-5 bar(ö).

6. Metod enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d a v att vid blästringen utnyttjas en axiellt förskjutbart blästeranordning (10), varvid blästeranordningen förskjutes utmed en bana (11) som är parallell med valsens ( 1) rotationsaxel (16) och löper utmed hela dess längd.

7. Metod enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att valsen under blästring roteras med konstant hastighet och att blästeranordningen förskjutes med konstant hastighet längs banan (11), så att ett spiralforrnigt blästrat område erhålles, varvid företrädesvis hastigheten hos blästeranordningen (10) anpassas så att de blästrade områdena hamnar kant i kant utan någon väsentlig överlappning.

8. Metod enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att valsen är stilla under blästring och att blästringen åstadkommes med hjälp av horisontella stråk som stegvis appliceras ett etter ett till dess att hela teflonmantelns yta är blästrad. l0 15 20 25 30 35 512 982 9

9. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att teflonmantelns yta bearbetas medelst blästring, företrädesvis med aluminiumdioxid.

10. Metod vid tillverkning av en cirkulärcylindrisk, teflonmantlad vals (1) enligt patentkrav 1, vilken är gumrniförsedd och företrädesvis är avsedd att utnyttjas i samband . med tillverkning av plastbelagt material, vilken metod i nämnd ordning kännetecknas av stegen: (a) påförande av en cirkulärcylindrisk teflonrnantel (6) på sagda gummivals (l), (b) krympning av teflonmanteln på gummivalsen, medelst vännebehandling, (c) injektion av lim (12) mellan sagda teflonmantel och sagda gummivals, vilken injektion utföres först efter steg (b), följt av (d) spridning av limmet mellan teflonmanteln och gummivalsen, medelst ett utifrån pålagt tryck.

11. Metod enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d a v att gummivalsen (1) balanseras innan teflonmanteln (6) föres på i steg (a).

12. Metod enligt krav 10 eller 11, k ä n n e t e c k n a d a v att steg (b) utföres, företrädesvis medelst utnyttjande av varmlufipistol och ett axiellt verkande sträckverktyg (9), så att teflonmanteln (6) krympes radiellt samtidigt som den utsättes för en axiell dragkrafi.

13. Metod enligt något av kraven 10-12 k ä n n e t e c k n a d a v att steg (d) utföres, företrädesvis medelst utnyttjande av en lina med i ändama verkande krafier, så att ett radiellt tryck appliceras över ungefär halva den teflonmantlade gummivalsens (1) omkrets, vareñer det radiella trycket förskjutes i en första axiell riktning, varefter valsen roteras ett stycke, och proceduren innefattande applicering och förskjutning av det radiella trycket och upprepas tills limmet är i huvudsakjärnnt fördelat, och varvid arbetas från valsens ena ände till dess andra ände på så vis att trycket alltid förskjuts i nämnda första riktning.

14. Metod enligt något av kraven 10-13, k ä n n et e c k n a d a v att teflonmantelns (6) ändar krympes medelst värmebehandling, efter steg (d), varefter limmet tillåtes att hårda. 512 982 10

15. Metod enligt något av kraven 10-14, k ä n n e t e c k n a d a v att teflonmantelns (6) yta putsas till önskad järnnhet, varvid valsen företrädesvis monteras i svarv (7) och ytan putsas med polersldva.

16. Metod vid tillverkning av en cirkulärcylindrisk, teflomnantlad gummivals (1) enligt patentkrav 10, k ä n n et e c k n a d av att gummiskiktet (8) i valsens ändpartier är avfasat med en vinkel (a) som ligger mellan l-5°, företrädesvis 2-4° och som utsträcker sig en viss sträcka (L) på mellan 10-30 mm, företrädesvis 15-25 mm.