WO2013037525A1 - Walze mit walzenbezug - Google Patents

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WO2013037525A1
WO2013037525A1 PCT/EP2012/063643 EP2012063643W WO2013037525A1 WO 2013037525 A1 WO2013037525 A1 WO 2013037525A1 EP 2012063643 W EP2012063643 W EP 2012063643W WO 2013037525 A1 WO2013037525 A1 WO 2013037525A1
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WO
WIPO (PCT)
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coating
hydrophobic
roller according
polymer
roller
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/063643
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc Erkelenz
Matthias Schmitt
Robert Eberhardt
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
Publication of WO2013037525A1 publication Critical patent/WO2013037525A1/de

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/08—Pressure rolls
    • D21F3/083—Pressure rolls perforated
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/08—Pressure rolls
    • D21F3/086—Pressure rolls having a grooved surface
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/10—Suction rolls, e.g. couch rolls
    • D21F3/105—Covers thereof

Definitions

  • the invention relates to a roller with a roller cover according to the preamble of claim 1.
  • roll covers For use in paper machines, especially in the press section, a variety of roll covers is known. These include mainly roller covers made of polyurethane. Such rolls are usually combined with at least one further roll to form a press nip, through which the paper web is guided on at least one or between two coverings, such as press felts, for example, and is dehydrated.
  • the object is achieved by the features of claim 1 in combination with the generic features.
  • the invention provides that the roll cover is at least partially provided with a hydrophobic coating, at least in the area of the surface forms and / or within the surface forms, and / or that the material of the roll cover is hydrophobic, at least in the area of the surface forms and / or within the surface forms.
  • the coating is preferably selected so that the surface energy of the hydrophobic coating is less than 30 mN / m, more preferably less than 25 mN / m. Thereby, adhesion of the water in the surface shapes can be easily reduced and thus the drainage of the surface shapes can be improved.
  • the hydrophobic coating can be designed as a flexible thin-film coating with a layer thickness of less than 0.4 mm, more preferably less than 0.2 mm.
  • the coating can be made of a thermoplastic hydrophobic polymer, wherein the polymer can be applied by a thermal spraying method, in particular by polymer flame spraying or powder coating method.
  • the polymer may consist entirely or partially of PTFE, PVDF, FEP, PFA, ETFE, polyolefins, in particular polyethylene, or mixtures thereof.
  • PTFE polytyrene
  • PVDF polyvinylene
  • FEP fluoride
  • PFA polyolefin
  • polyethylene polyethylene
  • the hydrophobic coating may be applied in the form of a liquid coating formulation, in particular by spraying, brushing or dipping with subsequent drying and optionally curing. These methods can be carried out in a simple and cost-effective manner, even for large components.
  • the coating materials are selected from the group of polymer dispersions, monocomponent polymeric resins, bicomponent polymeric resins, or multicomponent resin formulations or blends thereof
  • Fluorocarbon coating formulations PVDF dispersions, silicone-modified polyurethane dispersions, polymer dispersions with hydrophobic microparticles or nanoparticles, in particular with modified SiO 2 nanoparticles or boron nitride particles in the form of microparticles or particle sols, sol-gel coating systems, liquid silicone coatings, in particular 1 K and 2K silicone resins, polyurethanes or mixtures included.
  • the polymer material of the roll cover itself is hydrophobic, this can advantageously be achieved by the incorporation of hydrophobic additives.
  • Preferred additives are preferably PTFE or other fluoropolymers or OSlXO Polysec S®. This has the advantage that the roll cover does not need to be additionally coated in a further step.
  • Fig. 1 is a highly schematic sectional view of an exemplary
  • FIG. 3 shows a cross section through an uncoated groove
  • FIGS. 4A-B show exemplary cross sections through grooves with coatings according to the invention.
  • DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, for better understanding of the invention, an exemplary roller 1 is shown, which is suitable in a machine for producing and / or refining a fibrous web, such as a paper, board or tissue machine.
  • Such rolls 1 usually have a roll core 2, which may be made of a metal such as steel or of a fiber-reinforced plastic material.
  • a roll cover 3 is formed, which in the usual way may comprise an adhesion-promoting layer, one or more intermediate layers and a functional layer.
  • the roll cover 3 has an outwardly facing working contact surface 4, which may be in contact with a press felt or a wire.
  • the roll 1 may further be closed at the end with roll trays 5 and 5 bearing and / or drive pin 6 have on the roll trays, which serve to support the roll 1 in a machine frame not shown and the introduction of a driving force into the roll 1.
  • the suction press roll 1 cooperates with a corresponding counter roll to form a nip or press nip, where pressure is exerted on the still wet fibrous web and the water is pressed out of the fibrous web and / or sucked.
  • the design of the working contact surface 4 is substantially responsible for the extent to which the running through a press section fibrous web can be dewatered.
  • the at least one covering of the web-processing machine is primarily responsible for the removal of water from the fibrous web. Usual coverings such as press felts For this purpose, they usually have a so-called void volume, ie cavities which receive the water pressed out of the fibrous web in the nip.
  • the rollers 1 used in the press section normally have surface forms 7 in the working contact surface 4, which ensure that the water is discharged, for example, by discharging laterally from the escape volume provided by the surface forms or by releasing them into trays in the web running direction.
  • the surface forms 7 are preferably formed in the form of elongated depressions such as grooves or grooves 8 and / or blind holes or blind holes 9.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail in the area II in Fig. 1, wherein the roll cover 3 is shown in section.
  • the roll 1 shown here is designed as a suction press roll 1, which in the roll shell 2 and in the roll cover 3 on the one hand as suction openings serving through holes 10 and on the other hand formed in the roll cover 3 blind holes 9.
  • the roller 1 may have in its interior not shown suction devices such as vacuum suction boxes to suck water from the fibrous web.
  • the through holes 10 are of course designed so that the respective lying in the roll cover 3 through holes 10 are aligned with their corresponding counterparts in the roll shell 2.
  • the choice of the dimensions of the holes 9; 10 depends inter alia on the line load acting in the nip and on the hardness of the roll cover 3, which in turn depends on the choice of material.
  • roll covers 3 made of high-performance polyurethane in a hardness range of about 5 to about 30 P & J are preferably described.
  • a scoring 8 in the working contact surface 4 can be seen in FIG. 2, which increases the open portion thereof.
  • the open portion of the working contact surface is about 25%.
  • the grooving 8 is usually designed as a spiral groove, but can also be introduced in the form of parallel single stitches in the roll cover 3.
  • Fig. 3 shows in a highly schematic representation of a further enlarged section through a groove 8, it can be seen that water 1 1, which received in the groove 8 through the fabric from the fibrous web after passing through the at least one roller nip has been due to the surface tension of the water 1 1 and the prevailing in the groove 8 capillary forces assumes a concave profile. Accordingly, it is difficult to remove the water 1 1 from the bottom of the groove 8.
  • a hydrophobic coating 12 at least in the region of the groove 8, which has a smaller surface energy than the material of the roll cover 3, whereby the contact angle of water on the coated surface is greater than on an uncoated surface.
  • the surface energy of the coating 12 is preferably less than 30 mN / m, preferably less than 25 mN / m, particularly preferably less than 20 mN / m.
  • the hydrophobic layer is preferably a flexible thin film coating having a layer thickness of less than 0.4 mm, more preferably less than 0.2 mm.
  • the coating 12, as shown in Fig. 4A only in the region of Grooves 8 applied, but it is also possible to at least partially provide the working contact surface 4 of the roll cover 3 with the coating 12, as shown in Fig. 4B.
  • the coating 12 can be removed in these areas before the start-up of the roller 1 or even be preserved, and then removed during the life of the roll cover 3 by the abrasive effect of the fabrics or the use of scrapers.
  • the coating in the holes 9; 10 apply, in particular to be able to remove the water 1 1 from the blind holes 9 better.
  • Suitable coating materials for the coating 12 are numerous substances which produce a hydrophobic layer, ie layers having a surface energy of less than 30 mN / m, preferably less than 25 mN / m, particularly preferably less than 20 mN / m.
  • the coating 12 may be continuous or porous, smooth or rough. The layer thicknesses can be substantially uniform, but also uneven.
  • the coating 12 may be made of thermoplastic hydrophobic polymers such as PTFE, PVDF, FEP, PFA, ETFE or polyolefins such as polyethylene and applied for example by a thermal spraying process.
  • the hydrophobic coating 12 can be applied in the form of a liquid coating formulation, in which case the liquid formulations are prepared by conventional methods such as, for example, spraying, brushing, Diving etc. applied. After volatilization of any existing solvent, the coating 12 is dried and cured, for example thermally by radiation.
  • Preferred liquid coating materials or formulations are, on the one hand, polymer dispersions, one-component polymer resins which are e.g. crosslinking, two-component polymer resins or multi-component resin formulations.
  • Possible substance groups for liquid formulations which produce a hydrophobic coating 12 may include fluorocarbon coating formulations, silicone-modified polyurethane dispersions, PVDF dispersions, polymer dispersions with hydrophobic microparticles or nanoparticles such as modified SiO 2 nanoparticles or microparticles or particle sols boron nitride particles, hydrophobic sol-gel Coating systems, liquid silicone coatings (1K and 2K silicone resins) and polyurethanes.
  • additives and auxiliaries can be added to the coating formulations in order, for example, to modify and improve the processability, the course, the layer properties, etc. Examples include solvents, defoamers, flow control additives, wetting agents, thickeners, stabilizers, etc.
  • the coatings can also be applied in several layers. Furthermore, it is conceivable not to apply the hydrophobic additives in the form of a coating, but to mix these already the polymer material of the roller, whereby a step can be saved.
  • the admixture may include PTFE or other fluoropolymer particles or OSIXO Polysec S®.
  • a pre-cleaning and / or a plasma activation (atmospheric pressure plasma) of the areas to be coated usually be beneficial.
  • the coating 12 may be combined with other provisions such as the above-mentioned airblades, water scrapers, etc., so that the individual positive effects add up.

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Abstract

Eine Walze (1), insbesondere zur Verwendung in einer bahnerzeugenden und/oder bahnveredelnden Maschine, bevorzugt in der Pressenpartie einer Papier-, Karton-oder Tissuemaschine, umfasst einen Walzenkern (2) und einen an dem Walzenkern (2) ausgebildeten, diesen umgebenden Walzenbezug (3), welcher an einer äußeren Arbeitskontaktfläche (4) Oberflächenformen (7) aufweist, die in Form von Rillungen (8) und/oder Bohrungen (9; 10) ausgebildet sind. Der Walzenbezug (3) ist zumindest im Bereich der Oberflächenformen (7) und/oder innerhalb der Oberflächenformen (7) zumindest teilweise mit einer hydrophoben Beschichtung (12) versehen und/oder das Material der Walzenbezuges (3) ist zumindest im Bereich der Oberflächenformen (7) und/oder innerhalb der Oberflächenformen (7) hydrophob.

Description

Walze mit Walzenbezug
Die Erfindung geht aus von einer Walze mit einem Walzenbezug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 .
Für die Verwendung in Papiermaschinen, insbesondere in der Pressenpartie, ist eine Vielzahl von Walzenbezügen bekannt. Hierzu zählen vor allem Walzenbezüge aus Polyurethan. Derartige Walzen werden dabei gewöhnlich mit zumindest einer weiteren Walze zu einem Pressnip kombiniert, durch welchen die Papierbahn auf zumindest einer oder zwischen zwei Bespannungen wie beispielsweise Pressfilzen geführt und dabei entwässert wird.
Des Weiteren sind diverse Kombinationen von Oberflächenformen wie Durchgangsbohrungen (für besaugte Walzen), Blindbohrungen und in im Wesentlichen in Maschinenrichtung ausgerichtete Rillen wie auch schräg zur Maschinenrichtung laufenden Rillen bekannt. Aufgabe der Oberflächengestaltung ist es, eine offene Fläche bzw. ein offenes Volumen zur Verfügung zu stellen, in welchem das aus der Papierbahn im Pressnip ausgepresste Wasser aufgenommen werden kann.
Je schneller eine Papiermaschine läuft, desto größer sind die Kräfte, die das Wasser, welches nicht durch ein Vakuum beispielsweise in einer Saugpresswalze oder einer nachfolgenden Uhlebox aus der Bespannung abgesaugt wird, nach dem Pressnip aus dem offenen Volumen der Walze herausschleudern. Dies kann sich negativ auf den effektiven Trockengehalt des Papiers nach der Pressenpartie auswirken, da das Wasser zurück auf die die Papierbahn tragende Bespannung gelangt und somit die Papierbahn rückbefeuchtet wird.
Je langsamer eine Papiermaschine läuft, desto geringer sind die Kräfte, welche das Wasser aus dem offenen Volumen nach außen tragen. Das Wasser wird so abgeschleudert, dass die Auffangwanne nicht erreicht wird und der Filz dadurch rückbefeuchtet wird. Die Oberflächenformen können aufgrund verbesserter Materialien immer tiefer werden. Aufgrund der Geometrie und der Breite der Rille (Kapillarkräfte) und in Kombination mit vor allem langsam laufenden Maschinen haftet das Wasser verstärkt in den Oberflächenformen und baut so einen Widerstand auf.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche dieses sog. „Wasserschleppen" an der Walze reduzieren sollen. Beispielsweise ist es möglich, einzelne oder mehrere Schaber hintereinander anzuordnen, die über einen dynamischen Vakuumeffekt einen Impuls auf das Wasser im offenen Volumen der Walze auslösen. Auch das sogenannte Airblade der Fa. Runtech, welches mit Pressluft das zurückbleibende Wasser auslöst, soll die Rückbefeuchtung reduzieren. Dieses Prinzip ist in der WO 02/081817 A1 näher beschrieben. Weiterhin wurden verschiedentlich Versuche mit Bürsten gemacht, die entgegen der Walzendrehrichtung laufen und das zurückbleibende Wasser„abbürsten" sollen.
Allen diesen Lösungsansätzen ist gemeinsam, dass sie mit einem teilweise erheblichen technischen Aufwand verbunden sind.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine einfache und effektive Lösung zur Erleichterung der Wasserabgabe aus den Oberflächenformen des Walzebezuges nach dem Durchlaufen des Pressnips bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 in Kombination mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Walzenbezug zumindest im Bereich der Oberflächenformen und/oder innerhalb der Oberflächenformen zumindest teilweise mit einer hydrophoben Beschichtung versehen ist und/oder dass das Material der Walzenbezuges zumindest im Bereich der Oberflächenformen und/oder innerhalb der Oberflächenformen hydrophob ist. Dadurch kann der Widerstand bei der Wasserabgabe aus den Oberflächenformen der Walze reduziert und die Dynamik des Wasserauswerfens durch die Walzenrotation unterstützt werden. Das offene Volumen beim Eintritt in den Walzenspalt wird erhöht, was eine Änderung des Wasserabwurfwinkels zur Folge hat. Dadurch kann das Rewetting reduziert werden, weil beispielsweise mehr Wasser die Auffangwanne erreicht und weniger Wasser auf den Filz tropft. Auch die Effektivität von zusätzlich vorhandenen Blades kann so gesteigert werden. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Ausgestaltungsvarianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Beschichtung ist bevorzugt so ausgewählt, dass die Oberflächenenergie der hydrophoben Beschichtung kleiner als 30 mN/m, besonders bevorzugt kleiner als 25 mN/m ist. Dadurch kann ein Anhaften des Wassers in den Oberflächenformen in einfacher Weise reduziert und somit die Entwässerung der Oberflächenformen verbessert werden.
Vorteilhafterweise kann die hydrophobe Beschichtung als flexible Dünnfilmbeschichtung mit einer Schichtstärke von weniger als 0,4 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,2 mm ausgeführt sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Beschichtung aus einem thermoplastischen hydrophoben Polymer hergestellt sein, wobei das Polymer durch ein thermisches Spritzverfahren, insbesondere durch Polymerflammspritzen oder Pulverbeschichtungsverfahren appliziert werden kann.
Bevorzugt kann das Polymer ganz oder teilweise aus PTFE, PVDF, FEP, PFA, ETFE, Polyolefinen, insbesondere Polyethylen, oder Mischungen davon bestehen. Derartige Materialien sind gut verarbeitbar und kostengünstig erhältlich. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die hydrophobe Beschichtung in Form einer flüssigen Beschichtungsformulierung insbesondere durch Sprühen, Streichen oder Tauchen mit anschließender Trocknung und gegebenenfalls Härtung aufgebracht sein. Diese Verfahren sind in einfacher und kostengünstiger Weise auch für große Bauteile durchführbar.
Vorzugsweise sind die Beschichtungsmaterialien aus der Gruppe der Polymerdispersionen, Einkomponentenpolymerharze, Zweikomponentenpolymerharze oder Mehrkomponentenharzformulierungen oder Mischungen daraus ausgewählt und können
Fluorcarbonbeschichtungsformulierungen, PVDF-Dispersionen, silikonmodifizierte Polyurethandispersionen, Polymerdispersionen mit hydrophoben Mikro- oder Nanopartikeln, insbesondere mit modifizierten S1O2 Nanopartikeln oder Bornitridpartikeln in Form von Mikropartikeln oder Partikelsolen, Sol-Gel- Beschichtungssysteme, Flüssigsilikonbeschichtungen, insbesondere 1 K und 2K Silikonharze, Polyurethane oder Mischungen daraus enthalten.
Ist das Polymermaterial des Walzenbezuges selbst hydrophob, kann dies vorteilhafterweise durch das Einmischen von hydrophoben Additiven erzielt werden. Bevorzugte Additive sind vorzugsweise PTFE oder andere Fluoropolymere oder OSlXO Polysec S ®. Dies hat den Vorteil, dass der Walzenbezug nicht in einem weiteren Arbeitsschritt zusätzlich beschichtet werden muss.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine stark schematisierte geschnittene Darstellung einer beispielhaften
Walze mit Oberflächengestaltung
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts II aus Fig. 1
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine unbeschichtete Rille, und Fig. 4A-B beispielhafte Querschnitte durch Rillen mit erfindungsgemäßen Beschichtungen. In Figur 1 ist der zur besseren Verständlichkeit der Erfindung stark schematisiert eine beispielhafte Walze 1 dargestellt, welche in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn wie einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine geeignet ist. Derartige Walzen 1 weisen gewöhnlich einen Walzenkern 2 auf, der aus einem Metall wie Stahl oder aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial bestehen kann. Auf dem Walzenmantel 2 ist ein Walzenbezug 3 ausgebildet, welcher in üblicher Weise eine Haftvermittlungsschicht, eine oder mehrere Zwischenschichten sowie eine Funktionsschicht umfassen kann. Der Walzenbezug 3 weist eine nach außen weisende Arbeitskontaktfläche 4 auf, welche in Kontakt mit einem Pressfilz oder einem Sieb stehen kann.
Die Walze 1 kann weiterhin endseitig mit Walzenböden 5 abgeschlossen sein und an den Walzenböden 5 Lager- und/oder Antriebszapfen 6 aufweisen, welche der Lagerung der Walze 1 in einer nicht weiter dargestellten Maschinenstuhlung und der Einleitung einer Antriebskraft in die Walze 1 dienen.
Üblicherweise wirkt die Saugpresswalze 1 mit einer entsprechenden Gegenwalze zu einem Nip oder Pressspalt zusammen, wo Druck auf die noch nasse Faserstoffbahn ausgeübt und das Wasser aus der Faserstoffbahn herausgepresst und/oder gesaugt wird. Die Gestaltung der Arbeitskontaktfläche 4 ist dabei wesentlich dafür verantwortlich, in welchem Maße die durch eine Pressenpartie laufende Faserstoffbahn entwässert werden kann. Neben der Gestaltung der Arbeitskontaktfläche 4 ist vor allem die zumindest eine Bespannung der bahnverarbeitenden Maschine für die Abfuhr von Wasser aus der Faserstoffbahn verantwortlich. Übliche Bespannungen wie beispielsweise Pressfilze weisen hierzu gewöhnlich ein sogenanntes Void volume auf, also Hohlräume, welche das aus der Faserstoffbahn im Walzenspalt ausgepresste Wasser aufnehmen.
Die Wasseraufnahme der Bespannungen ist jedoch begrenzt, so dass weiteres Volumen auch in der Funktionsschicht 3 zumindest einer der beteiligten Walzen 1 vorgesehen ist. Gewöhnlich weisen die in der Pressenpartie verwendeten Walzen 1 hierzu in der Arbeitskontaktfläche 4 Oberflächenformen 7 auf, die dafür sorgen, dass das Wasser abgeleitet wird, indem es beispielsweise seitlich aus dem durch die Oberflächenformen bereitgestellten Ausweichvolumen abgeleitet oder in Bahnlaufrichtung in Auffangschalen abgegeben wird. Die Oberflächenformen 7 sind dabei bevorzugt in Form von länglichen Vertiefungen wie Rillen oder Nuten 8 und/oder Blindbohrungen oder Sacklöchern 9 ausgebildet.
Eine bekannte Kombination von Oberflächenformen geht beispielhaft aus Fig. 2 hervor. Diese zeigt einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich II in Fig. 1 , wobei der Walzenbezug 3 geschnitten dargestellt ist.
Die dargestellte Walze 1 ist hierbei als Saugpresswalze 1 ausgebildet, welche im Walzenmantel 2 und im Walzenbezug 3 einerseits als Saugöffnungen dienende Durchgangsbohrungen 10 sowie andererseits im Walzenbezug 3 ausgebildete Blindbohrungen 9 aufweist. Die Walze 1 kann in ihrem Innenraum nicht weiter dargestellte Saugvorrichtungen wie beispielsweise Unterdrucksaugkästen aufweisen, um Wasser aus der Faserstoffbahn zu saugen. Die Durchgangsbohrungen 10 sind naturgemäß so ausgeführt, dass die jeweiligen im Walzenbezug 3 liegenden Durchgangsbohrungen 10 auf ihre entsprechenden Gegenstücke im Walzenmantel 2 ausgerichtet sind.
Die Wahl der Dimensionen der Bohrungen 9; 10 hängt dabei u. a. von der im Nip wirkenden Linienlast und von der Härte des Walzenbezuges 3 ab, welche wiederum von der Materialwahl abhängt. Hier werden vorzugsweise Walzenbezüge 3 aus Hochleistungspolyurethan in einem Härtebereich von ca. 5 bis ca. 30 P&J beschrieben. Zusätzlich zu den Bohrungen 9; 10 ist in 2 eine Rillung 8 in der Arbeitskontaktfläche 4 erkennbar, welche den offenen Anteil derselben erhöht. Je nach Durchmesser der Bohrungen 9; 10 und der Ausführung der Rillung 8 beträgt der offene Anteil der Arbeitskontaktfläche ca. 25%. Die Rillung 8 ist dabei zumeist als Spiralnut ausgeführt, kann jedoch auch in Form von parallelen Einzeleinstichen in den Walzenbezug 3 eingebracht sein.
Betrachtet man nun Fig. 3, welche in einer stark schematisierten Darstellung einen weiter vergrößerten Schnitt durch eine Rille 8 zeigt, erkennt man, dass Wasser 1 1 , welches in der Rille 8 durch die Bespannung aus der Faserstoffbahn nach dem Durchlaufen des zumindest einen Walzennips aufgenommen worden ist, aufgrund der Oberflächenspannung des Wassers 1 1 und der in der Rille 8 herrschenden Kapillarkräfte ein konkaves Profil einnimmt. Entsprechend schwierig ist es, das Wasser 1 1 vom Grund der Rille 8 zu entfernen.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, eine hydrophobe Beschichtung 12 zumindest im Bereich der Rillung 8 aufzubringen, welche eine kleinere Oberflächenenergie als das Material des Walzenbezuges 3 aufweist, wodurch der Kontaktwinkel von Wasser auf der beschichteten Oberfläche größer als auf einer unbeschichteten Oberfläche wird. Daraus ergibt sich dann die in den Fig. 4A und 4B dargestellte konvexe Form des Wassers 12 in der Rillung 8, welche die Dynamik des Wasserabwerfens deutlich begünstigt, so dass weniger Wasser 1 1 in der Rillung 8 zurückbleibt und somit die Rückbefeuchtung im Pressnip reduziert wird. Ebenfalls steht mehr offenes Volumen für den nächsten Nipzyklus der Walze 1 zur Verfügung.
Bevorzugt ist die Oberflächenenergie der Beschichtung 12 kleiner als 30 mN/m, bevorzugt kleiner als 25 mN/m, besonders bevorzugt kleiner als 20 mN/m. Die hydrophobe Schicht ist bevorzugt eine flexible Dünnfilmbeschichtung mit einer Schichtstärke von weniger als 0,4 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,2 mm.
Bevorzugt wird die Beschichtung 12, wie in Fig. 4A dargestellt, nur im Bereich der Rillen 8 aufgebracht, es ist jedoch auch möglich, die Arbeitskontaktfläche 4 des Walzenbezuges 3 zumindest bereichsweise ebenfalls mit der Beschichtung 12 zu versehen, wie in Fig. 4B dargestellt. Dies ist eine Ausführungsform, welche technisch leicht ausführbar ist. Die Beschichtung 12 kann in diesen Bereichen vor der Inbetriebnahme der Walze 1 entfernt werden oder auch erhalten bleiben, um dann während der Lebensdauer des Walzenbezuges 3 durch die abrasive Wirkung der Bespannungen oder die Verwendung von Schabern abgetragen zu werden.
Weiterhin ist es denkbar und möglich, die Beschichtung auch in den Bohrungen 9; 10 aufzubringen, um insbesondere das Wasser 1 1 aus den Blindbohrungen 9 besser entfernen zu können.
Als Beschichtungsmatenalien für die Beschichtung 12 kommen zahlreiche Stoffe, die eine hydrophobe Schicht, d.h. Schichten mit einer Oberflächenenergie von weniger als 30 mN/m, bevorzugt weniger als 25 mN/m, besonders bevorzugt kleiner als 20 mN/m, erzeugen, in Frage. Die Beschichtung 12 kann durchgängig oder porös, glatt oder rau sein. Die Schichtdicken können im Wesentlichen einheitlich, aber auch uneinheitlich sein. Einerseits kann die Beschichtung 12 aus thermoplastischen hydrophoben Polymeren wie z.B. PTFE, PVDF, FEP, PFA, ETFE oder Polyolefinen wie z.B. Polyethylen hergestellt und beispielsweise mit einem thermischen Spritzverfahren appliziert werden. In Frage kommen hier z.B. Polymerflammspritzen oder auch das von „Freinhausen Plasma" angebotene Plasma basierte Pulverbeschichtungsverfahren Plasma Dust. Auch andere Pulverplasmabeschichtungsprozesse sind denkbar. Hierbei werden die Polymere in Form von Pulvern verarbeitet, wobei das Polymerpulver in den Plasmastrahl eingebracht und auf der Oberfläche abgeschieden wird. Die hydrophobe Beschichtung 12 kann zudem in Form einer flüssigen Beschichtungsformulierung appliziert werden. Hierbei werden die Flüssigformulierungen mittels gängiger Verfahren wie z.B. Sprühen, Streichen, Tauchen etc. appliziert. Nach Verflüchtigung eventuell vorhandener Lösungsmittel wird die Beschichtung 12 getrocknet und z.B. thermisch durch Strahlung ausgehärtet.
Die prinzipielle Beschichtungsprozedur für die möglichen Beschichtungsformulierungen ist dem Fachmann in der Regel bekannt.
Bevorzugte flüssige Beschichtungsmaterialien bzw. -formulierungen sind einerseits Polymerdispersionen, Einkomponentenpolymerharze, welche z.B. unter Kondensation vernetzen, Zweikomponentenpolymerharze oder Mehrkomponentenharzformulierungen.
Mögliche Stoffgruppen für flüssige Formulierungen, die eine hydrophobe Beschichtung 12 erzeugen, können Fluorcarbonbeschichtungsformulierungen, silikonmodifizierte Polyurethandispersionen, PVDF-Dispersionen, Polymerdispersionen mit hydrophoben Mikro- oder Nanopartikeln wie z.B. modifizierten S1O2 Nanopartikeln oder auch Bornitridpartikeln in Form von Mikropartikeln oder Partikelsolen, Hydrophobe Sol-Gel-Beschichtungssystemen, Flüssigsilikonbeschichtungen (1 K und 2K Silikonharze) und Polyurethane enthalten. Generell können den Beschichtungsformulierungen Additive und Hilfsmittel zugesetzt werden, um z.B. die Verarbeitbarkeit, den Verlauf, die Schichteigenschaften etc. zu modifizieren und zu verbessern. Beispiele hierfür sind z.B. Lösemittel, Entschäumer, Verlaufsadditive, Benetzungsreagenzien, Verdicker, Stabilisatoren etc. Prinzipiell können die Beschichtungen auch in mehreren Schichten appliziert werden. Weiterhin ist es denkbar, die hydrophoben Zusätze nicht in Form einer Beschichtung anzubringen, sondern diese bereits dem Polymermaterial der Walze beizumischen, wodurch ein Arbeitsschritt gespart werden kann. Die Beimischung kann dabei PTFE oder andere Fluoropolymerpartikel oder OSIXO Polysec S ® umfassen.
Zur Verbesserung der Anhaftung der Beschichtung kann eine Vorreinigung und/oder eine Plasmaaktivierung (Atmosphärendruckplasma) der zu beschichtenden Bereiche in der Regel vorteilhaft sein.
Die Beschichtung 12 kann mit anderen Vorkehrungen wie den weiter oben erwähnten Airblades, Wasserabstreifern etc. kombiniert werden, so dass sich die einzelnen positiven Effekte aufaddieren.

Claims

Patentansprüche 1 . Walze (1 ) insbesondere zur Verwendung in einer bahnerzeugenden und/oder bahnveredelnden Maschine, bevorzugt in der Pressenpartie einer Papier-, Kartonoder Tissuemaschine, umfassend einen Walzenkern (2) und einen an dem Walzenkern (2) ausgebildeten, diesen umgebenden Walzenbezug (3), welcher an einer äußeren Arbeitskontaktfläche (4) Oberflächenformen (7) aufweist, die in Form von Rillungen (8) und/oder Bohrungen (9; 10) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenbezug (3) zumindest im Bereich der Oberflächenformen (7) und/oder innerhalb der Oberflächenformen (7) zumindest teilweise mit einer hydrophoben Beschichtung (12) versehen ist und/oder dass das Material der Walzenbezuges (3) zumindest im Bereich der Oberflächenformen (7) und/oder innerhalb der Oberflächenformen (7) hydrophob ist.
2. Walze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophoben Bereiche des Walzenbezuges (3) eine Oberflächenenergie haben, die kleiner als 30 mN/m, bevorzugt kleiner als 25 mN/m, besonders bevorzugt kleiner als 20 mN/m ist.
3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobe Beschichtung (12) bevorzugt eine flexible Dünnfilmbeschichtung mit einer Schichtstärke von weniger als 0,4 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,2 mm ist.
4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Beschichtung (12) aus einem thermoplastischen hydrophoben Polymer hergestellt ist.
5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ganz oder teilweise aus PTFE, PVDF, FEP, PFA, ETFE, Polyolefinen, insbesondere Polyethylen, oder Mischungen davon besteht.
6. Walze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer durch ein thermisches Spritzverfahren, insbesondere durch Polymerflammspritzen, Plasmabeschichtungsverfahren oder Pulverbeschichtungsverfahren appliziert ist.
7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobe Beschichtung (12) in Form einer flüssigen Beschichtungsformulierung insbesondere durch Sprühen, Streichen oder Tauchen mit anschließender Trocknung und Härtung aufgebracht ist.
8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Beschichtungsmaterialien aus der Gruppe der Polymerdispersionen, Einkomponentenpolymerharze, Zweikomponentenpolymerharze oder
Mehrkomponentenharzformulierungen oder Mischungen daraus ausgewählt sind.
9. Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobe Beschichtung (12) Fluorcarbonbeschichtungsformulierungen, silikonmodifizierte Polyurethandispersionen, PVDF-Dispersionen, Polymerdispersionen mit hydrophoben Mikro- oder Nanopartikeln, insbesondere mit modifizierten S1O2 Nanopartikeln oder Bornitridpartikeln in Form von Mikropartikeln oder Partikelsolen, Sol-Gel- Beschichtungssysteme, Flüssigsilikonbeschichtungen, insbesondere 1 K und 2K Silikonharze, Polyurethane oder Mischungen daraus enthalten.
10. Walze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass hydrophobe Additive in das Polyurethanmaterial des Walzenbezuges (3) eingemischt sind.
1 1 . Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Additive ausgewählt sind aus PTFE oder anderen Fluoropolymerpartikeln oder OSIXO Polysec S ®.
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