WO2020020593A1 - Mantel, dessen verwendung für eine breitstreckwalze und breitstreckwalze - Google Patents

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WO2020020593A1
WO2020020593A1 PCT/EP2019/067941 EP2019067941W WO2020020593A1 WO 2020020593 A1 WO2020020593 A1 WO 2020020593A1 EP 2019067941 W EP2019067941 W EP 2019067941W WO 2020020593 A1 WO2020020593 A1 WO 2020020593A1
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WO
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jacket
polymer layer
diisocyanate
roller
spreader
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Application number
PCT/EP2019/067941
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English (en)
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Sarah LIPPL
Martin Breineder
Thomas WEISSHAPPL
Jet ZHANG
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Voith Patent Gmbh
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/36—Guiding mechanisms
    • D21F1/40—Rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/02—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely
    • B65H23/022—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely by tentering devices
    • B65H23/025—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely by tentering devices by rollers
    • B65H23/0258—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely by tentering devices by rollers with a bowed axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2404/539—Surface of the elements in contact with the forwarded or guided material with particular mechanical, physical properties other
    • B65H2404/5391—Surface of the elements in contact with the forwarded or guided material with particular mechanical, physical properties other adhesive properties
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    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/10—Handled articles or webs
    • B65H2701/17—Nature of material
    • B65H2701/177—Fibrous or compressible material

Definitions

  • the present invention relates to a jacket, its use for an spreader roll, and such a spreader roll.
  • Spreader rolls are used in machines for producing and / or treating a fibrous web.
  • spreader rollers come e.g. for paper production, on the one hand, at least indirectly in contact with the finished paper web, for example in coating units in which the paper web is coated or in the winding area in which the finished paper web is wound into reels.
  • spreader rolls can also come into contact with clothing of the machine, such as forming fabrics, at least indirectly in the area of the forming section.
  • such spreading rollers are subject to high friction and therefore abrasion during operation of the machine due to the contact.
  • the forming section in addition to the high friction, there is the damp environment due to the fiber suspension.
  • a generic spreader roll has a plurality of cylindrical outer bushings (also called segments) which are successively arranged on a roll core and rotatably mounted on this axis.
  • Outer sockets are spaced apart from one another without contact, preferably at the same distance from one another. They are stored independently of one another on the roller core.
  • the roll core has a roll axis. It corresponds to its longitudinal axis.
  • a single, coherent jacket is drawn over the outer cylindrical jacket surfaces of the individual outer bushings. It is the jacket which, as described above, comes into contact with a paper web when the spreader roller is used as intended.
  • the paper web or the covering wraps around the spreader roller, at least partially, seen in the circumferential direction thereof.
  • Spreader rollers are also known which are banana-shaped, i.e. with bent perpendicular to the longitudinal axis of the roller
  • Roll core are formed.
  • the jacket then essentially follows the outer contour of the roll core, that is, it also runs curved.
  • a disadvantage of the spreader rollers known from the prior art is, in particular, that they become soiled through long use. These deposits affect the effect of the spreader roller equipped with such a jacket.
  • mechanical cleaning devices only provide inadequate results for the conditioning of such coats, since, for example, the coats cannot be satisfactorily cleaned by scrapers and brushes, while the treatment of the roller with washing solutions can lead to the introduction of undesirable substances into the fibrous web and to the rewetting thereof
  • the object of the invention is therefore to provide a jacket for a spreader roll and precisely one which avoids the disadvantages known from the prior art.
  • the inventors have recognized that the use of an additive, which preferably has a fluorine group, can improve the cleaning effect over the life of the jacket.
  • the additive admixed to the polymer of the polymer layer during its manufacture lowers the surface energy of the finished jacket, as a result of which water and dirt do not adhere to the surface of the jacket. This is also the case if the radially outermost polymer layer is removed as a result of touching the fibrous web during normal operation.
  • the additive extends over the entire (thickness of) the polymer layer, the part of the polymer layer that is exposed by the removal is again entitled to the new water and dirt-repellent effect.
  • the additive is not applied as a separate layer to the cured polymer or the finished jacket, but is distributed (evenly) throughout the polymer.
  • the additive in particular completely "infiltrates" the finished polymer. This takes place in that the additive is added to the prepolymer, that is to say the starting material for the polymer during its production.
  • the prepolymer is a mixture of a polyol and a diisocyanate, to which a crosslinker and then the additive are then added to cure the polymer.
  • the additive can be present as a polyol of a perfluoropolyether, polytetrafluoroethylene, polyethylene, perfluoropolyether or mixtures thereof. It combines with the polymer of the polymer layer to form a homogeneous mixture. In other words, it changes the properties of the polymer layer itself.
  • Spreader roll in the sense of the invention means the spreader roll of the generic type mentioned at the outset.
  • a fibrous web in the sense of the invention is to be understood as a scrim of fibers, such as flolz fibers, plastic fibers, glass fibers, carbon fibers, additives, additives or the like.
  • the fibrous web can be designed as a paper, cardboard or tissue web. It can essentially comprise flolz fibers, it being possible for small amounts of other fibers or also additives and additives to be present. Depending on the application, this is left to the specialist.
  • a sheath in the sense of the invention means a band which is closed in the circumferential direction about its longitudinal axis - in the manner of a loop.
  • the jacket is open at its axial ends, as seen in the width direction along the longitudinal axis.
  • the jacket can thus be pulled over one of its axial ends over a roller core (or its segments) of the spreader roller.
  • the inner surface (radially innermost outer surface) of the casing then lies at least indirectly on the (radially outermost) outer surface of the segments.
  • the alternatives include indirect (through other means) and direct (direct).
  • the jacket can be made partially or entirely of a polymer.
  • a castable, curable, preferably elastomeric polymer, also called cast elastomer, such as polyurethane can be used as the polymer.
  • polymer layer is meant a layer which comprises such a castable, curable, preferably elastomeric polymer or is produced entirely therefrom.
  • the polymer layer can preferably be a cured layer which is produced in one piece by primary molding. In other words, it is monolithically shaped, that is, manufactured by casting, for example.
  • the term one-part also includes cases in which the one layer was again made from several layers of the same material when the polymer was cast. However, this only insofar as these layers are essentially no longer visible after curing, but rather a single, preferably uniform, layer results. The same applies accordingly to the finished coat.
  • the radially inner (or innermost) polymer layer measured in the radial direction around the longitudinal axis of the jacket — can have a thickness of approximately 5 mm.
  • the radially outer (or outermost) polymer layer can have a corresponding thickness of approximately 10 to 20 mm. The term, for example, means a deviation of up to +/- 20% of the stated value.
  • line structure is a line structure such as. B. thread or thread understood.
  • thread is meant a linear, long and thin structure made of one or more fibers.
  • Thread is understood to mean a linear structure which is produced from several twisted threads.
  • the line structure can be made from several fibers twisted around one another in the manner of a rope.
  • the definitions mentioned are used regardless of the material used and the thickness. This means that e.g. a comparatively thick metallic thread is just a thread and not as is commonly referred to as wire.
  • sheet-like - preferably textile - such as. B. fabrics, knitted fabrics, knitted fabrics or braids - as will be explained below, however, non-crimp fabrics - which are made of linear structures.
  • the fabric can be a band. Also be here the definitions mentioned are used regardless of the material and thickness used.
  • Starting material is understood to mean that material or semi-finished product by means of which the reinforcement structure of the finished jacket according to the invention is produced.
  • the starting material that is to say raw material
  • the length is preferably dimensioned such that the (single) reinforcement structure can be produced continuously in one go - without interruption - over the entire width of the jacket.
  • the starting material can e.g. are in the form of - preferably in the form of a roll - and are unwound lengthwise from a roll.
  • a finished jacket in the sense of the invention is one whose at least one polymer layer has been cured and finally processed, i.e. for the purpose mentioned at the beginning e.g. ready for mounting on the spreader roller or for paper production.
  • a finished polymer layer means a layer that has hardened.
  • the term reinforcing structure in the sense of the invention means reinforcing the at least one layer containing or consisting of the polymer - that is to say the polymer layer.
  • the reinforcing structure can be completely embedded in the polymer layer, so that the reinforcing structure does not go beyond the boundary of the polymer layer.
  • the polymer layer takes on the role of a matrix, which surrounds the reinforcement structure and binds to the matrix as a result of adhesive or cohesive forces.
  • the term single reinforcement structure means that the line and / or flat structure is the only reinforcement - the at least one polymer layer, all the polymer layers and preferably the entire finished jacket itself. This means that exactly one reinforcement structure consisting of line structures, flat structures or a combination of these two is provided and no other Reinforcement structure in the sense of the invention.
  • the at least one polymer layer, all polymer layers and preferably the entire jacket are free of further (additional) reinforcement structures, such as line structures and / or flat structures and preferably free of scrims.
  • the term “scrim” is understood to mean a flat structure consisting of one or more layers of parallel threads that are not fixed in a material, frictional or form-fitting manner at their crossing points. Such a clutch is not sustainable itself after laying, i.e. that if it is relocated it loses its shape. In order for it to retain its shape, the threads placed on top of one another must be held, e.g. embedded in a polymer layer.
  • a fabric or fabric tape is understood to be a textile fabric woven from warp and weft threads. Warp and weft threads cross each other.
  • the fabric can comprise a single or several different, preferably several thread systems with different mechanical properties. But it is also conceivable to use fabrics in which the threads of warp and weft are made of the same material.
  • the present invention also relates to a machine mentioned at the outset or its components, such as a winding device, a forming section or a coating unit, in which the component according to the invention, that is to say the jacket and / or the spreader roller, is / are installed.
  • a machine mentioned at the outset or its components such as a winding device, a forming section or a coating unit, in which the component according to the invention, that is to say the jacket and / or the spreader roller, is / are installed.
  • the invention is explained in more detail below with reference to the drawings without restricting generality.
  • the drawings show: Figure 1 is a highly schematic partially sectioned view of an spreader roller according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic partial and enlarged partial view of a
  • a spreader roller 7 according to the invention is shown in a highly schematic, partially sectioned view. This representation is not to scale.
  • the spreader roll 7 has a curved roll core 7.2.
  • the curvature is exaggerated.
  • the roller core 7.2 follows the curvature of its roller axis 7.1.
  • the latter is concentric to the roller core 7.2 and, in the selected view, is curved around a perpendicular to the plane of the drawing.
  • the spreader roller 7 can be designed in such a way that it can be bent, that is, when used as intended, it can be moved between a curved and an uncurved position.
  • a plurality of cylindrical outer bushes 7.3 are arranged on the roller core 7.2.
  • the outer sockets 7.3 are preferably arranged in a contact-free distance from one another. They can preferably be arranged evenly distributed over the roller core 7.2.
  • the term evenly distributed refers to the smallest distance between the symmetry points (intersection of the respective axis of symmetry with the roller axis 7.1) of the outer bushes 7.3 which are directly adjacent to one another. In the curved position of the spreader roller 7 shown cut the
  • the outer bushes 7.3 are mounted independently of one another on the roller core 7.2 so as to be rotatable about their longitudinal axis, which can coincide in sections (eg tangentially) with the roller axis 7.1.
  • Mounted rotatably means that a rotation of the outer bushes 7.3 relative to the roller core 7.2 is possible, particularly when the spreader roller 7 is used as intended.
  • the outer bushes 7.3 are preferably not designed to be displaceable in the axial direction, that is to say in the direction of the roller axis 7.1, at least not when the spreader roller 7 is used as intended. In the present view, five outer bushes 7.3 are shown by way of example. A different number would of course be conceivable.
  • a bearing can be provided at the axial ends of the roller core 7.2 in order to absorb the forces acting on the spreader roller 7 during operation.
  • This storage can be a fixed or rotating bearing.
  • the spreader roller 7 and in particular the roller core 7.2 can be driven in rotation, that is, in relation to a stationary part such as the frame of a machine in which it is installed, it can rotate or can be rigid, i.e. based on this stationary part not be circumferential.
  • a single, coherent jacket 1 is drawn over the radially outer cylinder jacket surfaces of the individual outer bushes 7.3. It extends at least from one axial end of the first outer bushing 7.3 (or beyond it) to an axial end of the last outer bushing 7.3 opposite this and beyond.
  • Such a jacket 1 is shown by way of example in FIG. 2.
  • the figure shows a cross-section through the longitudinal axis 1.1 of the finished jacket 1, which is not to scale and is partially shown, a possible embodiment of the invention.
  • a comparison of FIG. 1 with the remaining FIG. 2 shows that the longitudinal axis of the finished jacket 1 does not initially correspond to the bent roller axis 7.1 of the spreader roller 7 shown.
  • the jacket 1 is elastic , after it is pulled onto the roller core 7.2, it follows the curvature of the roller axis 7.1 of the spreader roller 7.
  • the jacket 1 comprises e.g. a single polymer layer 2.
  • a reinforcing structure 3 is embedded in this.
  • the reinforcement structure is designed as a line structure, such as a metallic thread or in the manner of a rope.
  • the coiled spirals of the line structure are shown here in simplified form as hatched circles. Coils which are adjacent to one another are equally spaced from one another over the entire length of the casing 1, namely by the pitch S.
  • a second polymer layer 2.1 is also indicated, which, viewed in the radial direction of the jacket 1 with respect to its longitudinal axis 1.1, is arranged radially above the first polymer layer 2.
  • the radially inner polymer layer 2 would have the reinforcement structure 3, the radially outer polymer layer 2.1 being free of such.
  • the reinforcement structure 3 can in principle be the line structure shown and / or a flat structure not shown as. Regardless of the embodiment shown, the aforementioned and / or link means that both a line and a flat structure can be present in the same polymer layer.
  • a multi-layer jacket consisting of a plurality of polymer layers lying one above the other in the radial direction, one of the layers can comprise only a line structure and the other of the layers can exclusively comprise a flat structure. Layers that are free of such a reinforcement structure 3 can also be provided. Combinations of these are conceivable.
  • the at least one polymer layer 2, 2.1 has an additive which contains fluorine groups, such as a perfluoropolyether,
  • the additive changes the structure of the polymer layer 2, 2.1 and makes it consistently water and dirt repellent. As a result, the advantages described at the outset can be implemented particularly well.

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  • Laminated Bodies (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mantel für eine Breitstreckwalze einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, umfassend zumindest eine Polymerschicht aus Polyurethan, das eine Mischung aus einem Präpolymer, einem Vernetzer und zumindest einem Additiv ist.

Description

Mantel, dessen Verwendung für eine Breitstreckwalze und Breitstreckwalze
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mantel, dessen Verwendung für eine Breitstreckwalze, sowie eine solche Breitstreckwalze.
Breitstreckwalzen werden in Maschinen zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn eingesetzt. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch derartiger Maschinen kommen Breitstreckwalzen z.B. zur Papierherstellung einerseits mit der fertigen Papierbahn wenigstens mittelbar in Kontakt, beispielsweise in Streichaggregaten, in denen die Papierbahn gestrichen wird oder im Bereich der Aufwicklung, in der die fertige Papierbahn zu Tambouren gewickelt wird. Andererseits können Breitstreckwalzen auch im Bereich der Formierpartie wenigstens mittelbar in Kontakt mit Bespannungen der Maschine, wie Formiersieben kommen. In jedem Fall sind derartige Breitstreckwalzen im Betrieb der Maschine durch den Kontakt einer hohen Reibung und daher Abrasion unterworfen. In der Formierpartie kommt zu der hohen Reibung noch die feuchte Umgebung bedingt durch die Fasersuspension hinzu.
Eine gattungsgemäße Breitstreckwalze weist eine Mehrzahl von auf einem Walzenkern aufeinanderfolgend angeordneten und auf dieser Achse drehbar gelagerten zylindrischen Aussenbuchsen (auch Segmente genannt) auf. Die
Aussenbuchsen sind dabei untereinander berührungsfrei im Abstand - bevorzugt im gleichen Abstand - zueinander angeordnet. Sie sind unabhängig voneinander auf dem Walzenkern gelagert. Der Walzenkern weist eine Walzenachse auf. Sie entspricht dessen Längsachse. Über die äußeren Zylindermantelflächen der einzelnen Aussenbuchsen ist ein einziger, zusammenhängender Mantel gezogen. Es ist der Mantel, der wie oben beschrieben bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Breitstreckwalze mit einer Papierbahn in Kontakt kommt. Dazu umschlingt die Papierbahn bzw. die Bespannung die Breitstreckwalze wenigstens teilweise in Umfangsrichtung dieser gesehen. Ferner sind Breitstreckwalzen bekannt, welche bananenförmig, d.h. mit senkrecht zur Längsachse der Walze gebogenem
Walzenkern ausgebildet sind. Der Mantel folgt dann im Wesentlichen der Außen Kontur des Walzenkerns, verläuft also ebenfalls gebogen. Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Breitstreckwalzen ist insbesondere, dass sie durch langen Gebrauch verschmutzen. Diese Ablagerungen beeinträchtigen die Wirkung der mit einem solchen Mantel ausgestatteten Breitstreckwalze. Mechanische Reinigungsvorrichtungen liefern als Abhilfe nur unzureichende Ergebnisse zur Konditionierung derartiger Mäntel, da beispielsweise durch Schaber und Bürsten die Mäntel nicht zufriedenstellend gereinigt werden können, während die Behandlung der Walze mit Waschlösungen zum Eintrag von unerwünschten Stoffen in die Faserstoffbahn und zum Rewetting derselben führen können
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Mantel für eine Breitstreckwalze und eben ein solche anzugeben, der/die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet. Die Erfinder haben erkannt, dass durch den Einsatz eines Additivs, das bevorzugt eine Fluor-Gruppe aufweist, die Reinigungswirkung über die Lebensdauer des Mantels verbessert werden kann. Das dem Polymer der Polymerschicht bei dessen Herstellung beigemischte Additiv senkt die Oberflächenenergie des fertigen Mantels, wodurch Wasser und Schmutz nicht an der Oberfläche des Mantels haften bleiben. Und dies auch, wenn die radial äußerste Polymerschicht infolge der Berührung der Faserstoffbahn im bestimmungsgemäßen Betrieb abgetragen wird. Denn dadurch, dass das Additiv sich über die gesamte (Dicke der) Polymerschicht erstreckt, steht auch dem Teil der Polymerschicht, der durch den Abtrag freigelegt wird, wieder die neue wasser- und schmutzabweisende Wirkung zu. Anders ausgedrückt, ist das Additiv nicht als separate Schicht auf das ausgehärtete Polymer oder den fertigen Mantel aufgebracht, sondern ist im gesamten Polymer (gleichmäßig) verteilt. Man könnte auch sagen, dass das Additiv das fertige Polymer insbesondere vollständig "infiltriert". Dies geschieht dadurch, dass das Additiv dem Präpolymer, also dem Ausgangsstoff für das Polymer bei dessen Herstellung zugesetzt wird. Das Präpolymer ist eine Mischung aus einem Polyol und einem Diisocyanat, dem dann zur Aushärtung des Polymer ein Vernetzer und eben das Additiv zugegeben wird. Das Additiv kann als Polyol eines Perfluoropolyether, Polytetrafluorethylen, Polyethylen, Perfluorpolyether oder Mischungen daraus vorliegen. Es verbindet sich mit dem Polymer der Polymerschicht zu einer homogenen Mischung. Anders ausgedrückt, verändert es die Eigenschaften der Polymerschicht an sich.
Mit Breitstreckwalze im Sinne der Erfindung ist die eingangs genannte, gattungsgemäße Breitstreckwalze gemeint.
Unter einer Faserstoffbahn im Sinne der Erfindung ist ein Gelege bzw. Gewirre von Fasern, wie Flolzfasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Zusatzstoffen, Additiven oder dergleichen zu verstehen. So kann die Faserstoffbahn beispielsweise als Papier-, Karton- oder Tissuebahn ausgebildet sein. Sie kann im Wesentlichen Flolzfasern umfassen, wobei geringe Mengen anderer Fasern oder auch Zusatzstoffe und Additive vorhanden sein können. Dies bleibt je nach Einsatzfall dem Fachmann überlassen.
Unter einem Mantel im Sinne der Erfindung ist ein in Umfangsrichtung um dessen Längsachse in sich - nach Art einer Schlaufe - geschlossenes Band gemeint. An seinen axialen Enden ist der Mantel - in Breitenrichtung entlang der Längsachse gesehen - offen. Damit kann der Mantel über eines seiner axialen Enden über einen Walzenkern (bzw. dessen Segmente) der Breitstreckwalze gezogen werden. In einem solchen Fall liegt dann die Innenfläche (radial innerste Außenfläche) des Mantels auf der (radial äußersten) Außenfläche der Segmente wenigstens mittelbar auf. Wenigstens mittelbar beinhaltet die Alternativen mittelbar (durch weitere Mittel) und unmittelbar (direkt).
Der Mantel kann teilweise oder vollständig aus einem Polymer hergestellt sein. Als Polymer kann dabei ein gießbares, aushärtbares, bevorzugt elastomeres Polymer, auch Gießelastomer genannt, wie Polyurethan eingesetzt werden.
Mit Polymerschicht ist eine Schicht gemeint, die ein solches gießbares, aushärtbares, bevorzugt elastomeres Polymer umfasst oder vollständig daraus hergestellt ist. Bevorzugt kann die Polymerschicht eine einteilig durch Urformen hergestellte, ausgehärtete Schicht sein. Anders ausgedrückt ist diese monolithisch urgeformt, also durch z.B. Gießen hergestellt. Der Begriff einteilig schließt auch Fälle ein, in denen die eine Schicht wiederum beim Gießen des Polymers aus mehreren Lagen gleichen Materials hergestellt wurde. Dies jedoch nur insoweit wie diese Lagen nach dem Aushärten im Wesentlichen nicht mehr sichtbar sind, sondern sich eine einzige, bevorzugt einheitliche Schicht ergibt. Selbiges gilt entsprechend für den fertigen Mantel.
Bei Vorsehen mehrerer Polymerschichten können diese in Radialrichtung gesehen übereinander angeordnet sein. Bevorzugt sind genau eine, zwei oder drei Polymerschichten als Funktionsschichten vorgesehen. Diese können hinsichtlich ihres Polymers identisch ausgeführt sein. Bei Vorsehen von mehreren Polymerschichten kann die radial innere (bzw. innerste) Polymerschicht - in Radialrichtung um die Längsachse des Mantels gemessen - etwa eine Dicke von etwa 5 mm aufweisen. Die radial äußere (bzw. äußerste) Polymerschicht kann eine entsprechende Dicke von etwa 10 bis 20 mm aufweisen. Mit dem Begriff etwa ist eine Abweichung von bis zu +/- 20 % des genannten Werts gemeint.
Unter dem Begriff Liniengebilde wird ein linienförmiges Gebilde wie z. B. Faden oder Zwirn verstanden. Mit Faden ist ein linienförmiges, langes und dünnes Gebilde aus einer oder mehreren Fasern gemeint. Unter Zwirn wird ein linienförmiges Gebilde verstanden, das aus mehreren zusammengedrehten Fäden hergestellt ist. Das Liniengebilde kann aus mehreren, umeinander verdrillten Fasern nach Art eines Seils hergestellt sein. Die genannten Definitionen werden dabei unabhängig von dem verwendeten Material und der Dicke verwendet. Damit ist gemeint, dass z.B. ein vergleichsweise dicker metallischer Faden eben als Faden und nicht wie fachüblich als Draht bezeichnet wird.
Als Flächengebilde im Sinne der vorliegenden Erfindung gelten flächenförmige - bevorzugt textile - Gebilde wie z. B. Gewebe, Gewirke, Gestricke oder Geflechte - wie nachfolgend noch ausgeführt wird nicht jedoch Gelege - die aus linienförmigen Gebilden hergestellt sind. Das Flächengebilde kann ein Band sein. Auch hier werden die genannten Definitionen unabhängig von dem verwendeten Material und der Dicke verwendet.
Unter Ausgangsmaterial wird jenes Material oder Halbzeug verstanden, mittels dem die Verstärkungsstruktur des erfindungsgemäßen fertigen Mantels hergestellt wird. Im Falle von - insbesondere textilen - Flächengebilden kann das Ausgangsmaterial, also Rohmaterial, ein Band, insbesondere endloses Band sein, dessen Breite bedeutend geringer ist als die Breite des Mantels. Bevorzugt ist die Länge so bemessen, dass die (einzige) Verstärkungsstruktur über die gesamte Breite des Mantels kontinuierlich also in einem Zug - ohne Unterbrechung - hergestellt werden kann. Das Ausgangsmaterial kann z.B. in Form von - bevorzugt bandförmiger - Rollenware vorliegen, und der Länge nach von einer Rolle abgespult werden.
Ein fertiger Mantel im Sinne der Erfindung ist ein solcher, dessen wenigstens eine Polymerschicht ausgehärtet und abschließend bearbeitet, also für den eingangs genannten Zweck z.B. zum Aufziehen auf die Breitstreckwalze oder für die Papierproduktion einsatzbereit ist. Analog ist mit fertiger Polymerschicht eine Schicht gemeint, die ausgehärtet ist. Mit dem Begriff Verstärkungsstruktur im Sinne der Erfindung ist eine Verstärkung der wenigstens einen, das Polymer enthaltenden oder aus diesem bestehenden Schicht - also der Polymerschicht - gemeint. Dabei kann die Verstärkungsstruktur vollständig in die Polymerschicht eingebettet sein, sodass die Verstärkungsstruktur nicht über die Begrenzung der Polymerschicht hinausgeht. Anders ausgedrückt übernimmt die Polymerschicht die Rolle einer Matrix, welche die Verstärkungsstruktur umgibt und infolge von Adhäsions- oder Kohäsionskräften an die Matrix bindet.
Mit dem Begriff einzige Verstärkungsstruktur ist gemeint, dass das Linien- und/oder Flächengebilde die einzige Verstärkung - der zumindest einen Polymerschicht, aller Polymerschichten und bevorzugt des gesamten, fertigen Mantels selbst - ist. Das bedeutet, dass genau eine Verstärkungsstruktur aus Liniengebilde, Flächengebilde oder einer Kombination dieser beiden vorgesehen ist und sonst keine weitere Verstärkungsstruktur im Sinne der Erfindung. Anders ausgedrückt ist die zumindest eine Polymerschicht, alle Polymerschichten und bevorzugt der gesamte Mantel frei von weiteren (zusätzlichen) Verstärkungsstrukturen, wie Liniengebilden und/oder Flächengebilden und bevorzugt frei von Gelegen.
Unter Gelege wird dabei ein Flächengebilde verstanden, das aus einer oder mehreren Lagen von parallel verlaufenden Fäden besteht, die an ihren Kreuzungspunkten nicht Stoff-, reib- oder formschlüssig fixiert sind. Ein solches Gelege ist nach dem Legen selbst nicht tragfähig, d.h. dass es bei Verlagerung die ihm verliehene Form verliert. Damit es seine Form beibehält, müssen die aufeinander gelegten Fäden zwangsweise gehalten werden, z.B. in einer Polymerschicht eingebettet.
Als Gewebe oder Gewebeband wird ein aus Kett- und Schussfäden gewebtes textiles Flächengebilde verstanden. Kett- und Schussfäden überkreuzen sich dabei. Das Gewebe kann dabei ein einziges oder mehrere unterschiedliche, bevorzugt mehrere in ihren mechanischen Eigenschaften unterschiedliche Fadensysteme umfassen. Aber es ist auch denkbar, dass solche Gewebe eingesetzt werden, bei denen die Fäden von Kette und Schuss aus dem gleichen Material hergestellt sind.
Im Wesentlichen in Längs- oder in Breitenrichtung soll so verstanden werden, dass auch beidseits Abweichungen gegenüber der entsprechenden Richtung um 45° möglich sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch eine eingangs genannte Maschine bzw. deren Bauteile wie eine Wicklungsvorrichtung, eine Formierpartie oder ein Streichaggregat, in der das erfindungsgemäße Bauteil, also der Mantel und/oder die Breitstreckwalze verbaut ist/sind. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ohne Einschränkung der Allgemeinheit näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine stark schematisierte teilgeschnittene Ansicht auf eine erfindungsgemäße Breitstreckwalze;
Fig. 2 eine schematische teilweise und vergrößerte Teildarstellung eines
Ausführungsbeispiels für ein Ausgangsmaterial der Verstärkungsstruktur eines erfindungsgemäßen Mantels in einen Querschnitt durch dessen Längsachse gesehen.
In Fig. 1 ist in einer stark schematisierten, teilgeschnittenen Ansicht eine erfindungsgemäße Breitstreckwalze 7 gezeigt. Diese Darstellung ist unmaßstäblich. Die Breitstreckwalze 7 weist einen gekrümmten Walzenkern 7.2 auf. Die Krümmung ist übertrieben dargestellt. Vorliegend folgt der Walzenkern 7.2 der Krümmung seiner Walzenachse 7.1. Letztere ist konzentrisch zu dem Walzenkern 7.2 und in der gewählten Ansicht um eine Lotrechte zur Zeichenebene gekrümmt. Die Breitstreckwalze 7 kann derart ausgeführt sein, dass sie krümmbar ist, also im bestimmungsgemäßem Gebrauch zwischen eine gekrümmte und eine ungekrümmte Stellung verbracht werden kann.
Auf dem Walzenkern 7.2 ist eine Mehrzahl von zylindrischen Aussenbuchsen 7.3 angeordnet. Die Aussenbuchsen 7.3 sind dabei vorzugsweise untereinander berührungsfrei im Abstand zueinander angeordnet. Sie können bevorzugt gleichmäßig über den Walzenkern 7.2 verteilt angeordnet sein. Der Begriff gleichmäßig verteilt angeordnet bezieht sich auf den kleinsten Abstand der Symmetriepunkte (Schnittpunkt der jeweiligen Symmetrieachse mit der Walzenachse 7.1 ) der jeweils untereinander direkt benachbarten Aussenbuchsen 7.3. In der gezeigten gekrümmten Stellung der Breitstreckwalze 7 schneiden die
Symmetrieachsen der Aussenbuchsen 7.3 in der Verlängerung in einem gemeinsamen Schnittpunkt. Dieser Schnittpunkt entspricht im Wesentlichen dem Mittelpunkt eines Vollkreises, der mit der gekrümmten Walzenachse 7.1 zusammenfällt oder beschrieben wird. Die Aussenbuchsen 7.3 sind unabhängig voneinander auf dem Walzenkern 7.2 drehbar um deren Längsachse, die abschnittsweise (z.B. tangential) mit der Walzenachse 7.1 zusammenfallen kann, gelagert. Drehbar gelagert bedeutet, dass eine Drehbewegung der Aussenbuchsen 7.3 relativ zum Walzenkern 7.2, besonders im bestimmungsgemäßem Gebrauch der Breitstreckwalze 7, möglich ist. Bevorzugt sind die Aussenbuchsen 7.3 nicht in Axialrichtung, also in Richtung der Walzenachse 7.1 verschiebbar ausgebildet, zumindest nicht im bestimmungsgemäßem Gebrauch der Breitstreckwalze 7. In der vorliegenden Ansicht sind beispielhaft fünf Aussenbuchsen 7.3 dargestellt. Eine davon abweichende Anzahl wäre natürlich denkbar.
An den axialen Enden des Walzenkerns 7.2 kann eine Lagerung vorgesehen sein, um die im Betreib der Breitstreckwalze 7 auf diese einwirkenden Kräfte aufzunehmen. Diese Lagerung kann eine Fest- bzw. Drehlagerung sein. Die Breitstreckwalze 7 und insbesondere der Walzenkern 7.2 kann drehangetrieben sein, also bezogen auf ein stationäres Teil wie die Stuhlung einer Maschine, in der sie eingebaut ist, umlaufen oder aber starr, d.h. bezogen auf dieses stationäres Teil nicht umlaufend ausgebildet sein.
Über die radial äußeren Zylindermantelflächen der einzelnen Aussenbuchsen 7.3 ist ein einziger, zusammenhängender Mantel 1 gezogen. Er erstreckt sich zumindest von einem axialen Ende der ersten Aussenbuchse 7.3 (oder über dieses hinaus) bis zu einem axialen Ende der letzten, dieser gegenüberliegenden Aussenbuchse 7.3 und darüber hinaus.
Ein solcher Mantel 1 wird in der Fig. 2 beispielhaft gezeigt. Die Figur zeigt in einem nicht maßstäblichen, teilweise dargestellten Querschnitt durch die Längsachse 1.1 des fertigen Mantels 1 eine mögliche Ausführungsform der Erfindung. Aus einem Vergleich der Fig. 1 mit den verbleibenden Fig. 2 ersieht man, dass die Längsachse des fertig hergestellten Mantels 1 zunächst nicht der dargestellten, gebogenen Walzenachse 7.1 der Breitstreckwalze 7 entspricht. Da der Mantel 1 jedoch elastisch ist, folgt er nach dem Aufziehen auf den Walzenkern 7.2 der Krümmung der Walzenachse 7.1 der Breitstreckwalze 7.
Der Mantel 1 umfasst z.B. eine einzige Polymerschicht 2. In dieser ist eine Verstärkungsstruktur 3 eingebettet. Im vorliegenden Fall ist die Verstärkungsstruktur als Liniengebilde, wie ein metallischer Zwirn oder nach Art eines Seils ausgeführt. Die gewickelten Wendeln des Liniengebildes sind hier vereinfacht als schraffierte Kreise angedeutet. Einander benachbarte Wendeln sind über die gesamte Länge des Mantels 1 zueinander gleich beabstandet, nämlich um die Steigung S.
In den gestrichelten Linien ist noch eine zweite Polymerschicht 2.1 angedeutet, die in Radialrichtung des Mantels 1 bezogen auf dessen Längsachse 1.1 gesehen, radial oberhalb der ersten Polymerschicht 2 angeordnet ist. Somit würde die radial innere Polymerschicht 2 die Verstärkungsstruktur 3 aufweisen, wobei die radial äußere Polymerschicht 2.1 frei von einer solchen wäre.
Bei der Verstärkungsstruktur 3 kann es sich grundsätzlich um das dargestellte Liniengebilde und/oder um ein nicht dargestelltes Flächengebilde als handeln. Unabhängig von der dargestellten Ausführungsform ist mit der genannten und/oder- Verknüpfung gemeint, dass in derselben Polymerschicht sowohl ein Linien- als auch ein Flächengebilde vorhanden sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann bei Vorsehen eines mehrschichtigen Mantels aus mehreren in Radialrichtung gesehen übereinanderliegenden Polymerschichten eine der Schichten ausschließlich ein Liniengebilde, und die andere der Schichten ausschließlich ein Flächengebilde umfassen. Es können auch Schichten vorgesehen sein, die frei von einer solchen Verstärkungsstruktur 3 sind. Kombinationen hiervon sind denkbar.
Unabhängig von der Ausführungsform weist die zumindest eine Polymerschicht 2, 2.1 ein Additiv auf, das Fluor-Gruppen enthält, wie ein Perfluoropolyether,
Polytetrafluorethylen, Polyethylen, Perfluorpolyether oder Mischungen daraus. Das Additiv verändert die Struktur der Polymerschicht 2, 2.1 und macht diese durchgehend wasser- und schmutzabweisender. Dadurch können die eingangs beschriebenen Vorteile besonders gut umgesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Mantel (1 ) für eine Breitstreckwalze einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, umfassend zumindest eine Polymerschicht (2, 2.1 ) aus Polyurethan, das eine Mischung aus einem Präpolymer, einem Vernetzer und zumindest einem Additiv ist.
2. Mantel (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv ausgewählt ist aus: Perfluoropolyether, Polytetrafluorethylen, Polyethylen, teil- oder perfluoriertes Polyetherpolyol oder Mischungen daraus.
3. Mantel (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des zugesetzten Additivs 1 bis 20 Gewichts-% beträgt.
4. Mantel (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Präpolymer eine Mischung aus einem Polyol und einem Diisocyanat ist.
5. Mantel (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyol ausgewählt ist aus: Polyether, Polyester, Polycarbonate, Polycaprolactone.
6. Mantel (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Diisocyanat ein aromatisches oder ein aliphatisches Diisocyanat oder eine Mischung daraus ist.
7. Mantel (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das aromatische
Diisocyanat ausgewählt ist aus: Diphenylmethandiisocyanat, Toluoldiisocyanat oder eine Mischung daraus, und dass das aliphatische Diisocyanat Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat oder eine Mischung daraus ist.
8. Mantel (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernetzer ein Polyol, ein Diamin, ein Diol oder eine Mischung daraus ist und bevorzugt, dass der Vernetzer ausgewählt ist aus 4,4’-Methylene-bis-(3-chloro- 2,6-diethylaniline) (MCDEA), 4,4'-Methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA), 1 ,4- Butandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,2-Ethandiol, Trimethylolpropan, Diethyltoluenediamine, 4,4’-Diaminodicyclohexylmethane, Bis-
Merkaptomethyltoluoldiisocyanat, lisophorondiamin, Hexamethylendiamin, Polyether, Polyester, Polycarbonate, Polycaprolactone oder Mischungen daraus.
9. Mantel (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die zumindest eine Polymerschicht (2, 2.1 ) eine Verstärkungsstruktur (3) eingebettet ist, wobei die Verstärkungsstruktur (3) aus einem Ausgangsmaterial (3.1 ) durch Wickeln einer Mehrzahl von Wendeln entlang der Längsachse des Mantels (1 ) gebildet ist, wobei das Ausgangsmaterial (3.1 ) ein Linien- und/oder Flächengebilde ist.
10. Mantel (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Liniengebilde ein Metall - wie Stahl oder Edelstahl - umfasst oder daraus hergestellt ist und bevorzugt aus mehreren, umeinander verdrillten Fasern nach Art eines Seils hergestellt ist.
11. Mantel (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Polymerschicht (2, 2.1 ) einteilig durch Urformen hergestellt ist und bevorzugt die Verstärkungsstruktur (3) vollständig in die wenigstens eine Polymerschicht (2, 2.1 ) eingebettet ist.
12. Mantel (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (3) die einzige Verstärkungsstruktur ist, bevorzugt die einzige Verstärkungsstruktur der zumindest einen Polymerschicht (2, 2.1 , 2.2), aller Polymerschichten (2, 2.1 , 2.2) oder des gesamten Mantels (1 ) ist.
13. Breitstreckwalze (7) für eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, umfassend einen Walzenkern (7.2), mit einer Mehrzahl von auf dem Walzenkern (7) drehbar angeordneten Aussenbuchsen (7.3) und einem auf dem Außenumfang der Aussenbuchsen (7.3) wenigstens mittelbar angeordneten Mantel (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (1 ) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche ausgeführt ist.
14. Breitstreckwalze (7) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (7.2) hinsichtlich einer konzentrisch zu diesem verlaufenden Walzenachse (7.1 ) gebogen ist oder biegbar ausgeführt ist.
15. Verwendung eines Mantels (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 für eine Breitstreckwalze (7) gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14.
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