WO2000004297A1 - Walzen und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Abstract

Die Walzen bestehen aus einem Metallkern mit einer Beschichtung aus elastomerem Material und weisen zwischen dem Metallkern und dem elastomeren Material eine Schicht aus Kunststoff, nämlich Polyharnstoff, auf. Auch die freien Metallteile des Metallkerns sind vorzugsweise mit Polyharnstoff beschichtet.

Description

Walzen und Verfahren zur Herstellung derselben

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Walzen bestehend aus einem Metallkern mit einer Beschichtung aus elastomerem Material und einer Schicht aus Kunststoff sowie Verfahren zur Herstellung derselben.

Die elastomere Beschichtung des Metallkems von Walzen bestehend aus Gummi oder Polyurethan muß von Zeit zur Zeit ersetzt werden. Dazu werden diese Schichten abgebrannt, abgeschält oder abgeschliffen, wobei es gelegentlich auch zu Beschädigungen des Metallkerns kommen kann. Zumindest werden die Schälmesser beschädigt, wenn sie mit dem Metallkern in Berührung kommen.

Aus der DE-A-30 35 117 sind Walzen bekannt, bei denen der Walzenkern nicht aus Metall besteht, sondern aus einem Material, welches durch Pressen eines Gemisches hergestellt ist, das aus einem Kunststoff, Graphit sowie Glasfaser oder Kohlefaser besteht, und das 200° C standhält, ohne sich zu verformen. Diese Walzen weisen ein erheblich geringeres Gewicht auf als herkömmliche Walzen und besitzen darüber hinaus eine bessere Wärmebeständigkeit. In der Figur 3 ist eine Walze dargestellt, die an den Enden noch einen kleinen Metallkern aufweist. Die Hauptlänge des Walzenkerns besteht jedoch aus diesem gehärteten Gemisch. Aus der DE-C-195 11 153 sind Kalanderwalzen insbesondere für die Papierbehandlung bekannt, die aus einem dünnwandigen Rohr bestehen, auf welchem eine dickere Schicht aus faserverstärktem Kunststoff aufgebracht ist, und welche als äußerste Schicht wiederum eine dünne Schicht aus Silicon-Kautschuk aufweist. Zur Stabilisierung wird die kohlefaserverstärkte Epoxidschicht durch lange Faserstränge befestigt, die stirnseitig an den Enden des Rohres Umlenkkörper aufweisen. Es handelt sich somit um eine sehr aufwendige Spezialkonstruktion für Kalanderwalzen.

Aus der DE-A-18 07 331 ist bekannt, mit Polyurethan-Gummi beschichtete Metallkerne zunächst mit einer dünnen Schicht von Hartgummi oder mit einer Schicht zu versehen, die aus mit einer wärmehärtenden Harzlösung imprägnierten Fasern durch Aufwickeln auf der Umfangfläche des metallenen Walzenkerns entsteht. Als Fasern werden Glasfasern, Nylonfasern und Polyesterfasern eingesetzt, die in einer Lösung aus wärmehärtendem Kunstharz, wie Epoxyharz, Polyesterharz, Diallylphtalat getränkt sind. Durch diese Zwischenschicht wird zwar die Haftfestigkeit des Polyurethan-Gummis auf dem Metallkern der Walze verbessert und somit das Risiko einer Ablösung im Betrieb vermindert. Auch dieses Verfahren ist aufwendig und fuhrt noch immer nicht zum gewünschten Erfolg.

Die DE-C-30 29 288 beschreibt eine gewisse Verbesserung der Eigenschaften dadurch, daß die Imprägnierung aus dem wärmehärtenden Harz zusätzlich ein feines anorganisches Pulver enthält. Auch derartige Walzen haben sich in der Praxis nicht bewährt. Es werden statt dessen vor allem elastomere Beschichtungen direkt auf den Metallkern aufgebracht, die aufgrund ihrer Zusammensetzung gut auf dem Metall haften. Diese können dann auch problemlos abgebrannt, abgeschält oder abgeschliffen werden, wobei es jedoch gelegentlich zur Beschädigung des Metallkerns und/oder der Schälmesser kommt, wenn diese mit dem Metallkern in Berührung kommen. Die Erfindung hat sich somit die Aufgabe gestellt, die Entfernung verbrauchter Gummi oder Polyurethanschichten vom Metallkem zu vereinfachen und sicherer zu gestalten, insbesondere wenn das Entfernen durch Schälen oder Schleifen erfolgt.

Diese Aufgabe wird gelöst dadurch, daß die Walzen zwischen dem Metallkem und dem elastomeren Material eine Schicht aus Polyhamstoff aufweisen.

Insbesondere in der metall-, textil-, holz- sowie der plastik- und papierverarbeitenden Industrie sind die Walzen aggressiven Medien ausgesetzt, die oftmals auch den Metallkem der Walzen angreifen. Die mit Elastomeren beschichteten Materialien der Walzen sind gegen derartige Angriffe geschützt, nicht aber die sonstigen freiliegenden Teile des Metallkems. Die Erfindung hat sich die weitere Aufgabe gestellt, diese Teile des Metallkems ebenfalls vor aggressiven Medien zu schützen.

Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß zusätzlich die nicht mit dem elastomeren Material beschichteten freie Metallteile ganz oder teilweise eine Schicht aus Polyhamstoff aufweisen.

Derartige Beschichtungen aus Polyhamstoff werden vorzugsweise aufgetragen mit Hilfe von Zweikomponenten-Hochdmcksprühmaschinen, wobei die Topfzeit der Gemische kurz eingestellt ist, nämlich im Bereich von nur wenigen Sekunden. Die Verarbeitung derartiger Gemische kann bei Raumtemperatur oder Temperaturen bis ca. 100°C erfolgen. Die dabei entstehenden Schichten sind im allgemeinen bis ca. 150°C stabil und werden von aggressiven Medien nicht oder nur sehr wenig angegriffen. Diese Schichten aus Polyhamstoff sind deutlich härter als die elastomeren Schichten auf den Walzen, so daß bei der mechanischen Entfernung durch Schneiden oder Schleifen nur diese elastomeren Schichten entfernt werden. Sobald diese Werkzeuge auf die Polyhamstoffschicht stoßen, wird kein oder nur sehr wenig Material des Polyhamstoffs entfernt. Schälmesser oder Schleifwerkzeuge werden jedoch nicht beschädigt.

Die Haftfestigkeit der elastomeren Schicht auf der Polyhamstoffschicht ist praktisch die gleiche wie auf der Oberfläche des Metallkems. Die mechanischen Eigenschaften derartiger Walzen sind praktisch die gleichen wie beim Auftrag der elastomeren Schicht direkt auf den Metallkem. Insbesondere bei einer zusätzlichen Beschichtung der nicht mit dem elastomeren Material beschichteten freie Metallteile des Walzenkems mit dem Polyhamstoff sind aber auch diese Teile hervorragend gegen aggressive Medien geschützt.

In dem nachfolgenden Beispiel ist die typische Herstellung einer erfindungsgemäßen Walze näher beschrieben.

Ein üblicher Walzenkern aus Stahl wird bei Temperaturen zwischen 80 und 90°C beschichtet mit Hilfe einer Zweikomponenten-Hochdmcksprühmaschine. Die Komponenten sind Isocyanat und ein Diamin. Das Mischungsverhältnis der Komponenten ist ca. 1:1 (Volumen). Die Topfzeit beträgt nur wenige Sekunden. Die Schicht aus Polyhamstoff weist Shore Härten im Bereich zwischen 55 und 60 D nach DLN 53505 auf. Auf diese Schicht wird in üblicher Weise die elastomere Schicht aus Gummi oder Polyurethan aufgetragen. Die Eigenschaften der fertigen Walzen entsprechen völlig denen ohne Zwischenschicht aus Polyhamstoff. Da auch die freiliegenden Metallteile der Walze mit dem Polyhamstoff beschichtet sind, sind die Gesamtwalzen beständig gegen aggressive Medien, denen die fertigen Walzen normalerweise ausgesetzt sind, beispielsweise in der metall-, textil-, plastik-, holz- oder papierverarbeitenden Industrie. Die elastomere Schicht läßt sich wie bei herkömmlichen Walzen durch Schälen oder Schleifen entfernen, wobei die härtere Schicht aus Polyhamstoff praktisch nicht angegriffen wird, so daß eine Neubeschichtung des Metallkems mit Polyhamstoff nicht oder erst nach sehr häufiger Neubeschichtung mit elastomerem Material nötig ist.

Claims

Patentansprüche

1. Walzen bestehend aus einem Metallkem mit einer Beschichtung aus elastomerem Material und einer Schicht aus Kunststoff zwischen dem Metallkem und dem elastomeren Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Kunststoff ein Polyhamstoff ist.

2. Walzen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die nicht mit dem elastomeren Material beschichteten freien Metallteile ganz oder teilweise eine Schicht aus Polyhamstoff aufweisen.

3. Verfahren zur Herstellung von Walzen bestehend aus einem Metallkem und einer Beschichtung aus elastomerem Material und einer Schicht aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die zu beschichtenden Teile des Metallkems zuvor mit einem Polyhamstoff beschichtet werden.