帶有由聚氨酯制成的輥包覆物的壓榨輥的制作方法
【專利摘要】一種用于制造和/或精制纖維幅材的機器、譬如造紙機、紙板機或紙巾機的壓榨部的輥，其包括輥體或輥套以及布置在所述輥體或輥套上的輥包覆物，該輥包覆物具有至少一個功能層，該功能層適用于與所述纖維幅材或造紙機的蒙布發生接觸。該功能層由聚合物制成，該聚合物是由至少一種預聚物、至少一種硬化劑和/或至少一種交聯劑以及至少一種添加劑制成的混合物。
【專利說明】帶有由聚氨酯制成的輥包覆物的壓榨輥
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種特別是根據權利要求1的前序所述的、用于使用在加工幅材和/或精制幅材的機器中、譬如造紙機、紙板機或紙巾機中的輥。
【背景技術】
[0002]在上述機器中，在壓榨部中一般使用壓榨輥或抽吸式壓榨輥，這些抽吸式壓榨輥在初次脫水之后在成型部中特別是通過機械壓力和/或通過抽吸從纖維幅材中把其他液體抽走。
[0003]所使用的壓榨輥或抽吸式壓榨輥經常以聚氨酯覆層。壓榨輥或抽吸式壓榨輥包覆物的脫水能力在此主要取決于輥包覆物的表面設計。通常，存在由盲孔和溝紋組成的圖案，它們提供開放空間，由纖維幅材壓榨出的水可以轉移到該開放空間中。
[0004]在抽吸式壓榨輥的情況下，通常還額外存在抽吸孔，其貫穿輥套。通過抽吸孔，例如借助布置在輥內部空間中的抽吸箱把水由纖維幅材中抽吸出。
[0005]例如由W02011/015386公知了一種根據現有技術的壓榨輥，其中，說明了用于造紙機的壓榨氈與壓榨輥包覆物和/或抽吸輥包覆物的組合。壓榨輥包覆物設置有圓周溝紋表面結構，其中，相對于壓榨輥包覆物的整體表面，開口的表面的份額處在20 %至50 %的范圍中。此外，還說明了一種抽吸式壓榨輥，其除了圓周溝紋表面結構之外還設置有帶有多個完全貫穿抽吸輥包覆物的抽吸孔眼的孔眼系統，其中，相對于壓榨輥包覆物的整體表面，開口的表面的份額處在30%至50%的范圍中。此外，還可以為兩種輥形式設置額外的、盲孔形式的孔眼系統。
[0006]表面形狀的形狀、大小和布置對最終產品的質量起顯著作用。錯誤地選擇開口面積會導致輥包覆的不穩定以及導致流體學孔洞或力學孔洞。
[0007]由現有技術已知的壓榨輥和抽吸式壓榨輥包覆物的缺點特別是，其通過長期使用而污染，據此表面形狀被存在于纖維懸浮液中的填料、纖維集聚物和樹脂雜質滲入，并且不再提供用于給紙張幅材脫水的開口空間。此外，通過不規則的污染物，可能在濕度分布中出現不期望的波動。
[0008]作為補救措施，機械式清潔設備僅為輥包覆的調適提供了不充分的效果，這是因為例如通過掛刀和刷子不能清潔孔，而以洗滌液處理輥可能導致把不期望的物質輸入到纖維幅材中并且導致它的再潤濕。
【發明內容】
[0009]因此本發明的任務是，以可以避免上述缺點的方式改進已知的壓榨輥包覆物或抽吸式壓榨輥包覆物。
[0010]通過權利要求1的區別性特征結合一般性特征解決了該任務。
[0011]根據本發明設置，該功能層由聚合物制成，該聚合物是由至少一種預聚物、至少一種硬化劑和/或至少一種交聯劑以及至少一種添加劑制成的混合物。形成輥包覆物的聚合物與添加劑進行混合，該添加劑降低輥包覆物的表面能，據此，水和污物不再粘附在輥包覆物的表面上以及粘附在表面形狀中，而是被迅速地輸送走。這導致壓榨輥的更高的脫水效率并且因此導致造紙機的更高的脫水效率。可以避免或至少減少在濕度分布中的波動，這提升了最終產品的質量。
[0012]令人驚訝地發現，通過所述及的聚合物還顯著改善了根據本發明的功能層的水解耐受性、化學耐受性和力學性能。
[0013]在從屬權利要求中給出了其他的有利的變型設計方案以及進一步的特征。
[0014]優選地，添加劑可以選自:全氟聚醚、聚四氟乙烯、聚乙烯、全氟聚醚或它們的混合物。
[0015]優選地，添加劑的混入量為在I和20重量％之間。添加劑的含量越高，表面能就能進一步的降低。
[0016]有利地，預聚物可以是由多元醇和二異氰酸酯組成的混合物。
[0017]優選地，多元醇選自:聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚己酸內酯。
[0018]二異氰酸酯可以是芳香族的或脂肪族的二異氰酸酯，或者它們的混合物。芳香族二異氰酸酯可以選自:二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯或者它們的混合物。脂肪族二異氰酸酯可以是六亞甲基二異氰酸酯。
[0019]根據本發明的另一有利改進方案，硬化劑和/或交聯劑可以是二胺、二醇或它們的混合物。
[0020]有利地，硬化劑和/或交聯劑可以選自:4，4-亞甲基-雙(3-氯-2，6-二乙基苯胺)(MCDEA)、4，4-亞甲基-雙(2-氯苯胺)(MOCA)、1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、1，2-乙二醇、三羥甲基丙烷或它們的混合物。
【具體實施方式】
[0021]以下詳細闡述本發明。
[0022]在此，可以取消對輥包覆的詳細說明，這是因為壓榨輥和抽吸式壓榨輥是為本領域技術人員公知的。一般，這種輥通常具有由金屬、譬如鋼或者由纖維復合材料制成的輥芯，其設置有單層的或多層的輥包覆物。后者具有最外層，其還被稱為功能層，并且根據本發明的措施能針對該最外層使用。在輥芯與輥包覆物之間的連接通常通過所謂的基層或增附層制造。在其與功能層之間可以設置其他的中間層。
[0023]如果涉及抽吸式壓榨輥，還可以以公知的方式在輥內存在固定的抽吸箱，輥套圍繞該抽吸箱旋轉。
[0024]本發明適合應用于帶有輥包覆物的壓榨輥或抽吸式壓榨輥，它們具有帶有常見的硬度和常見的表面粗糙度的功能層，正如其通常在造紙機、紙板機或紙巾機中所加以使用的那樣。
[0025]在此，壓榨輥或抽吸式壓榨輥的功能層如本領域技術人員所公知的那樣例如通過旋轉鑄造法制造，其方式為，聚合物經由能沿著待覆層的輥芯或輥套行進的噴嘴，在輥芯或輥套規則地旋轉的情況下進行涂布。在時效硬化之后，引入所期望的表面結構譬如溝紋、盲孔、抽吸孔或它們的組合，并且通過研磨設定期望的、約0.2至7.2Ra的表面粗糙度。
[0026]作為用于輥包覆物的功能層的聚合物，根據本發明使用聚氨酯，其作為混合物由預聚物、硬化劑和/或交聯劑，在添加用于改性的添加劑的情況下組成。
[0027]在此，預聚物可以由多元醇，譬如聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚己酸內酯以及硬化劑，譬如芳香族的或脂肪族的二異氰酸酯制成。作為芳香族的硬化劑考慮例如二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯，而例如六亞甲基二異氰酸酯適用于作為脂肪族的硬化劑。
[0028]適合作為擴鏈劑或鏈交聯劑的是二胺，譬如4，4-亞甲基-雙(3-氯-2，6_ 二乙基苯胺)(MCDEA)或4，4-亞甲基-雙(2-氯苯胺)(MOCA)，以及短鏈的二醇，譬如1，4- 丁二醇、1，2-乙二醇、1，3-丙二醇或者三官能度的產品譬如三羥甲基丙烷。
[0029]適合作為用于改性聚氨酯的添加劑的是在不同的聚集狀態下的多種物質類別，譬如全氟聚醚(商品名例如為Polysec C，液態)、聚四氟乙烯(PTFE ;商品名例如為Osixo，粉末狀)、聚乙烯(商品名例如為Inhance UH-1250，顆粒狀)或者雙官能度的全氟聚醚(商品名例如為Fluorolink,液態)。
[0030]這些添加劑可以以I至20重量％加入，以便以所期望的方式得到聚氨酯的改性。因為表面能隨著添加劑含量升高而下降，所以期望盡可能高的添加劑含量。在此，界限僅由添加劑的成本設定，根據經驗，這種成本是非常高的。
[0031]在表面能下降以及由此得出的污物和水粘合性降低之外，令人驚訝地，還可以在根據本發明實施的輥包覆物上觀察到水解耐受性和化學耐受性的改進，以及力學性能的改進。
【權利要求】
1.一種用于制造和/或精制纖維幅材的機器、譬如造紙機、紙板機或紙巾機的壓榨部的棍，其包括棍體或棍套以及布置在所述棍體或棍套上的棍包覆物，所述棍包覆物具有至少一個功能層，所述功能層適用于與所述纖維幅材或造紙機的蒙布發生接觸，其特征在于，所述功能層由聚合物制成，所述聚合物是由至少一種預聚物、至少一種硬化劑和/或至少一種交聯劑以及至少一種添加劑制成的混合物。
2.根據權利要求1所述的輥，其特征在于，所述添加劑選自:全氟聚醚、聚四氟乙烯、聚乙烯、全氟聚醚或它們的混合物。
3.根據權利要求1或2所述的輥，其特征在于，加入的所述添加劑的量為1至20重量％。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的輥，其特征在于，所述預聚物是由多元醇和二異氰酸酯制成的混合物。
5.根據權利要求4所述的輥，其特征在于，所述多元醇選自:聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚己酸內酯。
6.根據權利要求4或5所述的輥，其特征在于，所述二異氰酸酯是芳香族二異氰酸酯或脂肪族二異氰酸酯或它們的混合物。
7.根據權利要求6所述的輥，其特征在于，所述芳香族二異氰酸酯選自:二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯或者它們的混合物，并且所述脂肪族二異氰酸酯是六亞甲基二異氰酸酯。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的輥，其特征在于，所述硬化劑和/或所述交聯劑是二胺、二醇或它們的混合物。
9.根據權利要求8所述的輥，其特征在于，所述硬化劑和/或所述交聯劑選自:4，4_亞甲基-雙(3_氣-2，6- 二乙基苯胺)(MCDEA)、4，4-亞甲基-雙(2-氣苯胺)(MOCA)、1，4- 丁二醇、1，3-丙二醇、1，2-乙二醇、三羥甲基丙烷或它們的混合物。
【文檔編號】D21F3/08GK104334796SQ201380022210
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年4月24日 優先權日:2012年4月27日
【發明者】薩拉·利普爾 申請人:福伊特專利公司