DE102011078743A1

DE102011078743A1 - DRAINED PROFILE DRY CYLINDER

Info

Publication number: DE102011078743A1
Application number: DE201110078743
Authority: DE
Inventors: Jürgen Abraham; Alexander Etschmaier; Hasso Jungklaus
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2013-01-10
Also published as: EP2729614A1; WO2013004723A1; CN103842586A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walze und insbesondere einen Trockenzylinder (10) mit einer Beschichtung (14) des Walzenmantels am zum Kontakt mit einer darüber geführten Papierbahn vorgesehenen Arbeitsbereich (13), die so ausgebildet sind, dass die Haftung der zu trocknenden Papierbahn an den Randzonen des Arbeitsbereichs (13) geringer ist, als in den Bereichen (11) der TWalzenmantelfläche zwischen den Randzonen (12).The invention relates to a roll, and more particularly to a drying cylinder (10) having a coating (14) of the roll mantle on the working area (13) provided for contact with a paper web guided thereover, which are designed so that the adhesion of the paper web to be dried to the edge zones of the Working area (13) is lower than in the areas (11) of the TWalzenmantelfläche between the edge zones (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Trockenzylinder für Maschinen zur Papierherstellung und bezieht sich im Besonderen auf eine Profilierung von Oberflächeneigenschaften solcher Walzen. The present invention relates to drying cylinders for papermaking machines, and more particularly to profiling surface properties of such rolls.

Trockenzylinder werden zur Unterstützung des Trocknens darüber geführter Papierbahnen üblicherweise mit Heißdampf beheizt, wodurch Wasser aus dem Blattinneren und der Blattoberfläche der Papierbahn ausdampfen kann. Da eine optimale Papierqualität nur mit einer homogenen Feuchteverteilung in der Papierbahn erzielt werden kann, ist eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung auf der Trockenzylinderoberfläche gefordert. Trockenzylinder sind in der Regel aus Stahlguss oder als geschweißte Stahlkonstruktion ausgeführt, wobei der Trockenzylinder als hohlzylindrischer, an den Stirnseiten von Zylinderdeckeln mit angeformten Lagerzapfen abgeschlossener, Mantel ausgebildet ist. Drying cylinders are usually heated with superheated steam to aid drying of the sheets of paper which have passed over them, allowing water to evaporate from the sheet interior and the sheet surface of the paper web. Since optimum paper quality can only be achieved with a homogeneous moisture distribution in the paper web, the most uniform possible temperature distribution on the drying cylinder surface is required. Drying cylinders are usually made of cast steel or welded steel construction, wherein the drying cylinder is formed as a hollow cylindrical, closed at the end faces of cylinder covers with integrally formed bearing journal, coat.

Diese Deckelkonstruktion führt jedoch zu einer stärkeren Trocknung der Papierbahn in einem Bereich von etwa 30 bis 40 mm vom Rand des Zylindermantels, die, falls keine Gegenmaßnahmen getroffen werden, in einem Aufstellen des Papierbahnrands und damit niedriger Papierqualität resultiert. Um einem solchen Aufstellen des Papierbahnrands entgegenzuwirken, werden gegenwärtig Rückbefeuchter eingesetzt, die das Feuchteprofil der trocknenden Papierbahn egalisieren. Eine entsprechende Rückbefeuchtung ist jedoch aufgrund der erforderlichen zonalen Feinregelung der Feuchte mit einem hohen anlagentechnischen Aufwand verbunden und verteuert somit die Papierproduktion. However, this lid construction leads to a greater drying of the paper web in a range of about 30 to 40 mm from the edge of the cylinder jacket, which, if no countermeasures are taken, results in setting up the paper web edge and thus lower paper quality. To counteract such a setting up of the paper web edge, remoisteners are currently used which equalize the moisture profile of the drying paper web. However, a corresponding rewet is due to the required zonal fine control of moisture associated with a high investment outlay and thus increases the cost of paper production.

Es ist daher wünschenswert, eine Papierbahnrandaufstellung an Walzen und insbesondere an Trockenzylindern mit kostengünstigeren Mitteln zu vermeiden. It is therefore desirable to avoid paper web edge placement on rollers, and more particularly on dryer cylinders, with less expensive means.

Dies wird mit Walzen erreicht, deren Oberfläche so beschichtet ist, dass die Haftung einer über die Walzenoberfläche geführten Papierbahn im Bereich des Papierrandes geringer als zwischen den Papierrändern ist. Als Trockenzylinder ausgeführte Ausführungsformen solcher Walzen weisen eine Manteloberfläche auf, die an den beiden an die Zylinderdeckel angrenzenden Bereichen eine Beschichtung aufweist, an deren Oberfläche die Papierbahn schlechter haftet, als an der Oberfläche des Zylindermantels zwischen den beiden Bereichen. Die Beschichtung kann sich hierbei auch über den gesamten Arbeitsbereich der Walze, d. h. über die gesamte mit der Papierbahn in Kontakt kommende Oberfläche, erstrecken, wobei Aufbau bzw. Zusammensetzung der Beschichtung sich in diesem Fall so in axialer Richtung der Walzenoberfläche verändern, dass die Haftkraft der Papierbahn in den mittleren Bereichen der Manteloberfläche höher ist, als in Richtung der Walzenränder.This is achieved with rollers whose surface is coated so that the adhesion of a guided over the roll surface paper web in the region of the paper edge is less than between the paper edges. Embodiments of such rollers designed as a drying cylinder have a jacket surface which has a coating on the two regions adjacent to the cylinder cover, on the surface of which the paper web adheres worse than on the surface of the cylinder jacket between the two regions. The coating may also be over the entire working range of the roller, d. H. over the entire surface coming into contact with the paper web, wherein the composition of the coating in this case change in the axial direction of the roll surface such that the adhesive force of the paper web is higher in the middle regions of the jacket surface than in the direction of FIG rolled edges.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie deren grammatikalischen Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z. B. Komponenten, Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen sind, und in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen.In this regard, it is to be understood that the terms used in this specification and the claims for listing features include, include, include, include, and include, as well as their grammatical variations, generally as non-exhaustive enumeration of features such. Components, procedures, facilities, areas, sizes, and the like, and in no way excludes the presence of other or additional features or groupings of other or additional features.

Walzen und insbesondere Trockenzylinder mit Randbereichen geringerer Haftung für Papierbahnen verhindern ein Aufstellen von Papierbahnrändern in effektiver Weise. Denn die Randaufstellung hat nach Untersuchung der Erfinder ihre Ursache nicht unmittelbar in dem, verglichen mit der restlichen Papierbahn geringeren Feuchtegehalt der Papierbahnrandzonen, sondern in der stärkeren Haftung von trockeneren Papierzonen auf den Manteloberflächen von Walzen bzw. Trockenzylindern. Aufgrund der stärkeren Haftung ist die bei der Blattabgabe auf die Papierbahnränder ausgeübte Kraft größer als im Bereich zwischen den Rändern, wodurch die Papierbahnränder verhältnismäßig stärker gedehnt werden und in der Folge aufstehen. Randzonen mit geringerer Haftung für die Papierbahn reduzieren die Abziehkraft der Papierbahnränder, wodurch die Inhomogenität des Blattabzugs und die damit verbundene Dehnung der Papierbahnränder unterbunden wird. Rollers and in particular drying cylinders with marginal areas of lower adhesion for paper webs effectively prevent the setting up of paper web edges. After all, according to the inventors, the edge arrangement does not have its cause directly in the lower moisture content of the paper web edge zones compared with the rest of the paper web, but in the stronger adhesion of drier paper zones on the mantle surfaces of rolls or drying cylinders. Due to the greater adhesion, the force exerted on the paper web edges during the delivery of the sheet is greater than in the area between the edges, whereby the paper web edges are stretched relatively more and rise as a result. Lower adhesion edge zones for the paper web reduce the peel force of the paper web edges, thereby preventing the inhomogeneity of the sheet withdrawal and the associated stretch of the paper web edges.

Die Beschichtung umfasst bei Ausführungsformen vorteilhaft eine Randzone des Arbeitsbereichs mit einer Breite aus dem Bereich von 20 bis 50 mm und insbesondere aus dem Bereich von 30 bis 40 mm, so dass den Auswirkungen einer stärkeren Trocknung der Papierbahn in diesem Bereich wirksam begegnet wird. Bei anderen Ausführungsformen umfasst die Beschichtung größere Randzonen bzw. den gesamten Arbeitsbereich, wobei die Oberflächeneigenschaften einer solchen Beschichtung sich in axialer Richtung der Walzenoberfläche verändern. The coating advantageously comprises, in embodiments, a marginal zone of the working area having a width in the range of 20 to 50 mm and in particular in the range of 30 to 40 mm, so that the effects of greater drying of the paper web in this area are effectively counteracted. In other embodiments, the coating comprises larger edge zones or the entire working area, wherein the surface properties of such a coating change in the axial direction of the roll surface.

Bei bevorzugten Ausführungsformen unterscheidet sich die Oberfläche der Walzenmantelfläche an den Randzonen von den dazwischen gelegenen Bereichen in ihrer chemischen Zusammensetzung, wodurch eine gezielte Anpassung der Haftkraft an den Trocknungsgrad von Papierrändern möglich ist. Bei weiteren Ausführungsformen erfolgt die Anpassung der Haftkraft an den Trocknungsgrad von Papierrändern vorzugsweise durch eine im Vergleich zu den Randzonenunterschiedliche physikalische Zusammensetzung der zwischen den Randzonengelegenen Bereiche der Walzenmantelfläche, wobei die Anpassung auch durch eine Kombination von chemisch und physikalisch vom Rest der Arbeitsfläche abweichendem Aufbau der Randzonenbeschichtung bewirkt sein kann. Insbesondere kann sich die chemische bzw. physikalische Zusammensetzung der Walzenoberfläche entlang der gesamten Walzenbreite, d. h. entlang deren gesamter axialer Länge, so verändern, dass die Haftung von Papier gleichen Feuchtegrads an den Walzenrändern geringer als in Richtung zur Walzenmitte ist.In preferred embodiments, the surface of the roll shell surface at the edge zones differs from the areas located therebetween in their chemical composition, whereby a targeted adjustment of the adhesive force to the degree of dryness of paper edges is possible. In further embodiments, the adaptation of the adhesive force to the degree of dryness of paper edges preferably takes place by means of a different physical composition between the two compared to the edge zones Randzonengelegenen areas of the roll shell surface, wherein the adjustment can also be effected by a combination of chemically and physically deviating from the rest of the working surface structure of the edge zone coating. In particular, the chemical or physical composition of the roll surface along the entire roll width, ie along its entire axial length, so change that the adhesion of paper of the same degree of moisture at the roll edges is less than in the direction of the roll center.

Bei Ausführungsformen umfasst die Beschichtung vorteilhaft ein Polyepoxid, ein Siliconpolymer, ein Fluorpolymer, oder Gemische davon, da diese eine im Vergleich zu Stahl, Hartmetall und keramischen Stoffen geringe Haftung für Papierfaserbahnen aufweisen. Weitere Ausführungsformen können, eventuell zusätzlich, eine Randzonenbeschichtung umfassen, deren Morphologie von der Morphologie der zwischen den Randzonenbeschichtungen gelegenen Bereiche der Walzenmantelfläche abweicht. Bei vorteilhaften Ausführungsformen hiervon umfasst die abweichende Morphologie vorzugsweise eine unterschiedliche Porosität. In embodiments, the coating advantageously comprises a polyepoxide, a silicone polymer, a fluoropolymer, or mixtures thereof, as these have low adhesion to paper webs as compared to steel, cemented carbide, and ceramics. Other embodiments may, possibly in addition, comprise a peripheral zone coating whose morphology differs from the morphology of the areas of the roll lateral surface located between the edge zone coatings. In advantageous embodiments thereof, the divergent morphology preferably comprises a different porosity.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der gesamte Arbeitsbereich der Walzenmantelfläche mit einer Beschichtung versehen, wobei Zusammensetzung und/oder Aufbau der Beschichtung an den Randzonen des Arbeitsbereichs von der Zusammensetzung und/oder dem Aufbau der Beschichtung in den Bereichen der -Walzenmantelfläche zwischen den Randzonen des Arbeitsbereichs abweichen. In further preferred embodiments, the entire working area of the roll lateral surface is provided with a coating, the composition and / or structure of the coating at the edge zones of the working area deviating from the composition and / or the structure of the coating in the areas of the roll surface between the edge zones of the working area ,

Selbstverständlich kann die beschriebene unterschiedliche Ausgestaltung einer Arbeitsfläche an ihren Randzonen auch an von Trockenzylindern verschiedenen Walzen eingesetzt werden, um bei der Blattablösung über die gesamte Papierbahnbreite gleichmäßige Abziehkräfte zu erzielen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass in dieser Schrift mit dem Sammelbegriff "Papier" alle zellstoffhaltigen Faserstoffbahnen bezeichnet werden, so dass dieser Begriff neben den verschiedenen Arten von Papieren beispielsweise auch Kartone und Vliesstoffe umfasst.Of course, the described different design of a work surface can be used at its edge zones also on different from drying cylinders rollers to achieve uniform peel forces in the sheet separation over the entire paper web width. In this context, it should be noted that in this document with the collective term "paper" all pulp-containing fibrous webs are referred to, so that this term in addition to the different types of papers, for example, includes cartons and nonwovens.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den beiliegenden Figuren. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen der beschriebenen Ausführungsbeispiele und insbesondere nicht auf die beschriebenen Trockenzylinder beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegende Figuren Bezug genommen, von denenFurther features of the invention will become apparent from the following description of embodiments in conjunction with the claims and the accompanying drawings. It should be noted that the invention is not limited to the embodiments of the described embodiments, and in particular not to the described drying cylinders, but is determined by the scope of the appended claims. In particular, the individual features in embodiments according to the invention can be realized in a different number and combination than in the examples given below. In the following explanation of some embodiments of the invention reference is made to the accompanying figures, of which

1 eine schematische Perspektivansicht eines Trockenzylinders unter Angabe von Arbeitsbereich, Randzonen und zwischen den Randzonen gelegenem Bereich zeigt, 1 shows a schematic perspective view of a drying cylinder indicating work area, edge zones and area located between the edge zones,

2 einen schematischen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Trockenzylinders am Übergang von einer Randzone zum zwischen den Randzonen gelegenen Bereich zeigt, 2 shows a schematic cross section through a first embodiment of a drying cylinder at the transition from an edge zone to the area located between the edge zones,

3 einen schematischen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Trockenzylinders am Übergang von einer Randzone zum zwischen den Randzonen gelegenen Bereich zeigt, 3 shows a schematic cross section through a second embodiment of a drying cylinder at the transition from an edge zone to the area located between the edge zones,

4 einen schematischen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Trockenzylinders am Übergang von einer Randzone zum zwischen den Randzonen gelegenen Bereich zeigt, und 4 shows a schematic cross section through a third embodiment of a drying cylinder at the transition from an edge zone to the area located between the edge zones, and

5 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufs der Abzugskraft einer Papierfaserbahn vom Trockenzylinder entlang der Walzenachse darstellt. 5 a diagram illustrating the course of the withdrawal force of a paper fiber web from the drying cylinder along the roll axis.

In den Figuren sind Elemente die im Wesentlichen gleiche technische Funktionen erfüllen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ferner sind in den Figuren nur diejenigen Komponenten des jeweils dargestellten Gegenstands illustriert, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich sind. Auf die Darstellung weiterer, bei den jeweils dargestellten Ausführungsformen darüber hinaus vorhandenen Komponenten wurde im Interesse einer übersichtlichen Darstellung verzichtet. In the figures, elements which fulfill substantially the same technical functions are provided with the same reference numerals. Furthermore, in the figures, only those components of the respective illustrated subject matter are illustrated, which are required for understanding the present invention. In the interests of a clear presentation, the presentation of further components which were additionally present in the respective embodiments shown was dispensed with.

1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Trockenzylinders 10 unter Angabe der Lage des zwischen den gestrichelten Linien befindlichen Arbeitsbereichs 13, der zwischen den gestrichelten und den jeweils benachbarten strichpunktierten Linien angeordneten Randzonen 12 des Arbeitsbereichs und des zwischen den strichpunktierten Linien und damit zwischen den Randzonen 12 gelegenen Bereichs 11. Unter Arbeitsbereich 13 ist hierbei der Teil der Mantelfläche eines Trockenzylinders 10 zu verstehen, der die Papierfaserbahn bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung kontaktiert. Die Randzonen 12 erstrecken sich über die Randbereiche des Arbeitsbereichs 13, an denen die stärkere Papiertrocknung unter Abwesenheit von Gegenmaßnahmen zu einer Randaufstellung der Papier- bzw. Papierfaserbahn führt. Die Lage der Rotationsachse des Trockenzylinders 10 ist in 1 mit einer strichpunktierten Line angedeutet. In der veranschaulichten Darstellung nimmt der Arbeitsbereich 13 nicht die gesamte Mantelfläche des Trockenzylinders 10 ein, sondern spart zu beiden Seiten jeweils einen schmalen, bezüglich des Trockenzylinders stirnseitig angeordneten, umlaufenden Randbereich aus. Eine solche Auslegung des Arbeitsbereichs ist nicht zwingend erforderlich, so dass sich der Arbeitsbereich 13 bei Ausführungsformen auch mit der Mantelfläche der Walze 10 decken kann. Die Breite der Randzonen 12 richtet sich nach der konkreten Konstruktion und Beheizung eines jeweiligen Trockenzylinders sowie Lage und Breite des Arbeitsbereichs 13 auf der Mantelfläche des Zylinders 10. Die Randzonen weisen üblicherweise eine Breite aus dem Bereich von etwa 20 bis etwa 50 mm und vorzugsweise aus dem Bereich von 30 bis 40 mm auf. 1 shows a schematic perspective view of a drying cylinder 10 indicating the position of the work area between the dashed lines 13 , between the dashed and the respective adjacent dot-dash lines arranged edge zones 12 the working area and between the dot-dash lines and thus between the edge zones 12 located area 11 , Under workspace 13 Here is the part of the lateral surface of a drying cylinder 10 to understand who contacts the paper fiber web in a proper use. The fringes 12 extend over the edge areas of the workspace 13 in which the stronger paper drying leads, in the absence of countermeasures, to an edge installation of the paper or paper fiber web. The position of the rotation axis of the drying cylinder 10 is in 1 indicated by a dot-dash line. In the illustrated illustration, the workspace decreases 13 not the entire surface of the drying cylinder 10 but saves on both sides in each case a narrow, relative to the drying cylinder frontally arranged, circumferential edge region. Such a design of the work area is not mandatory, so that the work area 13 in embodiments also with the lateral surface of the roller 10 can cover. The width of the edge zones 12 depends on the specific construction and heating of a respective drying cylinder as well as position and width of the work area 13 on the lateral surface of the cylinder 10 , The edge zones usually have a width in the range of about 20 to about 50 mm, and preferably in the range of 30 to 40 mm.

Wie bereits zuvor ausgeführt wurde, unterscheidet sich die Oberfläche des Arbeitsbereichs an den Randzonen 12 von der des zwischen den Randzonen gelegenen Bereichs 11, wobei die Haftkraft einer Papierfaserbahn auf den Randbereichen 12 geringer ist als auf dem zwischen den Randzonen gelegenen Bereich 11. Entsprechend ist die zum Lösen der Papierbahn vom Arbeitsbereich 13 erforderliche Abzugskraft F_A an den Randbereichen 12 geringer als im Bereich dazwischen, so dass eine zur Randaufstellung führende Dehnung des Papierfaserbahnrands vermieden wird. As previously stated, the surface of the work area differs at the edge zones 12 from that of the area between the margins 11 , wherein the adhesive force of a paper fiber web on the edge regions 12 is less than on the area between the edge zones 11 , Accordingly, the release of the paper web from the work area 13 required pull-off force F _A at the edge areas 12 less than in the area between, so that a leading edge for stretching of the paper fiber web edge is avoided.

Zu diesem Zweck sind die Randzonen 12 wie in den 2 bis 4 veranschaulicht mit einer Beschichtung 14 versehen, deren Oberflächeneigenschaften sich von denen der Oberfläche des Arbeitsbereichs 13 zwischen den Randzonen 12 unterscheidet. Die zum dazwischenliegenden Bereich 11 unterschiedliche Ausbildung der Beschichtungen 14 kann durch Wahl eines anderen Materials, eines abweichenden Aufbaus, oder einer Kombination von abweichendem Aufbau und anderem Material erfolgen. Kurz gesagt unterscheidet sich die Ausbildung der Randzonenbeschichtung 14 von der des dazwischenliegenden Bereichs entweder in ihrer chemischen oder in ihrer physikalischen Zusammensetzung, oder in beidem. For this purpose, the fringes are 12 like in the 2 to 4 illustrated with a coating 14 whose surface properties are different from those of the surface of the work area 13 between the fringes 12 different. The area in between 11 different training of the coatings 14 can be done by choosing a different material, a different structure, or a combination of dissimilar structure and other material. In short, the formation of the edge zone coating differs 14 from the intermediate region either in their chemical or in their physical composition, or in both.

In 2 ist eine erste Ausführungsform eines Trockenzylinders mit einer separaten Randzonenbeschichtung 14 veranschaulicht. Die Randzonenbeschichtungen 14 sind jeweils in einer die Randzonen 12 des Arbeitsbereichs 13 umfassenden Ausnehmung angeordnet. Falls der Arbeitsbereich 13 sich nicht bis zu den Rändern der Mantelfläche des Trockenzylinders 10 erstreckt, kann sich die mit der Beschichtung 14 verfüllte Ausnehmung auch in den nicht vom Arbeitsbereich 13 abgedeckten Bereich der Mantelfläche hinein erstrecken; bei Ausführungsformen auch bis an den jeweiligen Außenrand der Mantelfläche reichen. In 2 is a first embodiment of a drying cylinder with a separate edge zone coating 14 illustrated. The edge zone coatings 14 are each in one of the edge zones 12 of the workspace 13 arranged comprehensive recess. If the workspace 13 not up to the edges of the lateral surface of the drying cylinder 10 extends, which can be with the coating 14 filled recess also in the non-working area 13 covered area of the lateral surface extend into; in embodiments also extend to the respective outer edge of the lateral surface.

Bei der in 3 veranschaulichten Ausführungsform eines Trockenzylinders mit separaten Randzonenbeschichtungen 14 ist die gesamte Oberfläche des Arbeitsbereichs 13 beschichtet, wobei sich die Beschichtung 14 der Randzonen in ihrer chemischen oder physikalischen Ausbildung von der zwischen den Randzonenbeschichtungen angeordneten Beschichtung 15 unterscheidet. At the in 3 illustrated embodiment of a drying cylinder with separate edge zone coatings 14 is the entire surface of the workspace 13 coated, with the coating 14 the edge zones in their chemical or physical formation of the arranged between the edge zone coatings coating 15 different.

4 veranschaulicht eine besondere Ausprägung einer Ausführungsform nach 3, bei der die beiden Beschichtungen 14 und 15 unterschiedliche Morphologien in Form unterschiedlicher Porositäten aufweisen. Unter Porosität wird hierbei das Vorhandensein von Hohlräumen im Material verstanden, deren Abmessungen über einige hundert Mikrometer nicht hinausreichen. Die Poren sind in der Figur als dunkle Gebilde gezeigt, wobei Größe und Dichte dieser Gebilde im Hinblick eine leicht verständliche Darstellung stark übertrieben dargestellt sind. Unter Morphologie wird in dieser Schrift der strukturelle Aufbau einer Beschichtung bzw. allgemein eines Materials verstanden. 4 illustrates a particular embodiment of an embodiment according to 3 in which the two coatings 14 and 15 have different morphologies in the form of different porosities. Porosity here is understood to be the presence of voids in the material whose dimensions do not extend beyond a few hundred micrometers. The pores are shown in the figure as dark shapes, the size and density of which are greatly exaggerated in terms of ease of illustration. Morphology is understood in this document to be the structural structure of a coating or of a material in general.

Bei Verwendung von im Vergleich zum restlichen Arbeitsbereich 11 unterschiedlichen Materialien für die Ausbildung von Randzonenbeschichtungen 14 werden vorzugsweise Materialien gewählt, deren Oberflächenmoleküle eine geringere Anziehungskraft auf Moleküle der Papierfaserbahn ausüben als Oberflächenmoleküle des restlichen Arbeitsbereichs 11, so dass die zum Lösen einer Papierbahn erforderliche Abzugskraft an den Randzonenbeschichtungen 14 geringer ist als im restlichen Arbeitsbereich 11. Ein Beispiel für ein daraus resultierendes Profil der Abzugskraft F_A über die axiale Ausdehnung der Mantelfläche eines Trockenzylinders 10 ist in 5 gezeigt. Die Darstellung gibt den Verlauf der Abzugskraft qualitativ wieder, wobei das Nullniveau der Abzugskraft unterhalb der sich in axialer Richtung des Trockenzylinders erstreckenden x-Achse liegt. Die Randzonenbeschichtungen 14 erstrecken sich bei dem der 5 zugrundeliegenden Ausführungsbeispiel bis an die Ränder der Zylindermantelfläche. Das Profil zeigt einen graduellen Übergang der Abzugskraft an der Grenze zwischen der Randzonenbeschichtung und zwischen den Randzonen gelegenen Bereich 11, durch den abrupte Spannungsänderungen beim Ablösen einer Papierbahn vermieden werden können. Eine entsprechende Graduierung kann beispielsweise durch Verändern der Zusammensetzung der Beschichtung im Randbereich oder durch eine interstrukturelle Verzahnung von Randzonenbeschichtung und angrenzendem Bereich 11 erzielt werden. Die Graduierung der Abzugskraft muss nicht wie in 5 veranschaulicht auf einen kleinen Bereich an den Übergängen zwischen den Randzonen 12 und dem dazwischen gelegenen Bereich beschränkt sein, sondern kann sich bei Ausführungsformen auch über die gesamte Breite der Walze erstrecken, wobei eine sich so kontinuierlich über die Walzenbreite verändernde Abzugskraft an den Walzenrändern stets kleinere Werte aufweist, als in den mittleren Bereichen der Walze 10. When using compared to the rest of the workspace 11 different materials for the formation of edge zone coatings 14 Preferably, materials are selected whose surface molecules exert less attraction on molecules of the paper fiber web than surface molecules of the remaining working range 11 such that the peel force required to release a paper web at the edge zone coatings 14 less than in the rest of the work area 11 , An example of a resulting profile of the withdrawal force F _A over the axial extent of the lateral surface of a drying cylinder 10 is in 5 shown. The representation qualitatively reproduces the course of the pull-off force, wherein the zero level of the pull-off force lies below the x-axis extending in the axial direction of the drying cylinder. The edge zone coatings 14 extend at the 5 underlying embodiment to the edges of the cylinder jacket surface. The profile shows a gradual transition of the pull-off force at the boundary between the edge zone coating and the area between the edge zones 11 , can be avoided by the abrupt tension changes when peeling a paper web. A corresponding graduation can, for example, by changing the composition of the coating in the edge region or by an interstructural interlocking of edge zone coating and adjacent area 11 be achieved. The graduation of the withdrawal force does not have to be like in 5 illustrates a small area at the transitions between the fringes 12 and the region located therebetween, but in embodiments may also extend over the entire width of the roll, wherein a withdrawal force thus continuously changing over the roll width at the roll edges always has lower values than in the middle regions of the roll 10 ,

Bei Ausführungsformen wird die Beschichtung von einem Polymer gebildet. Als Polymere finden hierfür insbesondere Duroplaste und Thermoplaste Verwendung, die auf Basis von Einkomponenten- und Zweikomponentensystemen hergestellt werden können. Geeignet sind insbesondere Duroplaste, deren Zersetzungstemperatur so weit oberhalb der Temperatur der Randzonenbeschichtungen liegt, dass sich der jeweilige Duroplast elastisch verhält. In analoger Weise eignen sich Thermoplaste, deren Glasübergangstemperatur soweit oberhalb der Einsatztemperatur der Randzonenbeschichtungen liegt, dass bei einem Einsatz der mit dem Polymer beschichteten Zone keine störende Erweichung des Polymers auftreten kann. Als grober Richtwert für die Mindestdifferenz zwischen Einsatztemperatur und Zersetzungs- bzw. Glasübergangstemperatur können 20°C angegeben werden. Unter Einsatztemperatur ist die Betriebstemperatur der Randzonenbeschichtungen bzw. der Mantelfläche des Trockenzylinders generell während des bestimmungsgemäßen Einsatzes zu verstehen. In embodiments, the coating is formed by a polymer. The polymers used for this purpose are, in particular, thermosets and thermoplastics, which can be prepared on the basis of one-component and two-component systems. Particularly suitable are thermosets whose decomposition temperature is so far above the temperature of the edge zone coatings that the respective thermoset behaves elastically. In an analogous manner, thermoplastics whose glass transition temperature is so far above the operating temperature of the edge zone coatings that when using the coated with the polymer zone no disturbing softening of the polymer can occur. As a rough guideline for the minimum difference between operating temperature and decomposition or glass transition temperature 20 ° C can be specified. Under operating temperature is the operating temperature of the edge zone coatings or the lateral surface of the drying cylinder generally during normal use to understand.

Bevorzugt sind die Randzonenbeschichtungen 14 wenigstens unter Verwendung eines Polyepoxids, Siliconpolymers oder Fluorpolymers gebildet. Es können auch solche Stoffe enthaltende Polymergemische verwendet werden. Insbesondere können in den genannten Polymeren auch Füllstoffen wie z. B. Fasern oder Partikeln eingebettet sein, um in bekannter Weise z. B. die Elastizität, Abriebfestigkeit, thermische Leitfähigkeit oder auch das farbliche Erscheinungsbild auf gewünschte Werte einzustellen. The edge zone coatings are preferred 14 formed at least using a polyepoxide, silicone polymer or fluoropolymer. It is also possible to use polymer mixtures containing such substances. In particular, fillers such as. As fibers or particles embedded to z in a known manner. B. adjust the elasticity, abrasion resistance, thermal conductivity or color appearance to desired values.

Beispielsweise können zur Ausbildung von Randzonenbeschichtungen 14 Epoxidharze mit darin eingebetteten Füllstoffpartikeln aus Polyfluorethylen (PFE) und insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet werden. Epoxidharze zeigen im nichtvernetzten bzw. teilvernetzten Zustand eine gute Benetzung von Stahloberflächen und ermöglichen daher eine feste Verbindung mit dem Walzenkern eines Trockenzylinders. Die Viskosität von Epoxidharzen kann durch die Zugabe von Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Alkoholen oder Ketonen, verringert werden, wodurch z. B. eine Imprägnierung von z. B. porösen Oberflächen möglich ist. Ein Beschichten kann durch Gießen, Aufspritzen oder mithilfe von Streichwerkzeugen wie z. B. Pinseln oder Spachteln ausgeführt werden. Ein Imprägnieren, beispielsweise einer zuvor aufgebrachten porösen thermischen Spritzbeschichtung, kann außerdem auch mithilfe eines Tauchbads vorgenommen werden. For example, for the formation of edge zone coatings 14 Epoxy resins with embedded therein filler particles of polyfluoroethylene (PFE) and in particular of polytetrafluoroethylene (PTFE) can be used. Epoxy resins show in the non-crosslinked or partially crosslinked state a good wetting of steel surfaces and therefore allow a firm connection with the roll core of a drying cylinder. The viscosity of epoxy resins can be reduced by the addition of solvents, such as alcohols or ketones, whereby e.g. B. an impregnation of z. B. porous surfaces is possible. Coating can be done by pouring, spraying or by using painting tools such as B. brushing or filling. An impregnation, for example a previously applied porous thermal spray coating, can also be carried out by means of an immersion bath.

Mit Fluorpolymeren hergestellte Randzonenbeschichtungen zeichnen sich durch eine hohe chemische und thermische Stabilität und ein ausgezeichnetes antiadhäsives Verhalten aus. Aus Fluorpolymeren gebildete Randzonenbeschichtungen 14 sind zudem auch unter dynamischen Belastungen sehr widerstandsfähig. Auch Siliconpolymere, beispielsweise Siliconharze mit zur Verbesserung der Antihaftwirkung in deren Matrix inkorporierten Siliconölen, sind zur Ausbildung von Randzonenbeschichtungen 14 geeignet, da sie eine ausgezeichnete thermische und chemische Beständigkeit aufweisen. Fluoropolymer-produced edge zone coatings are characterized by high chemical and thermal stability and excellent anti-adhesive behavior. Random zone coatings formed from fluoropolymers 14 are also very resistant under dynamic loads. Silicone polymers, for example silicone resins with silicone oils incorporated into their matrix for improving the non-sticking effect, are also suitable for the formation of edge zone coatings 14 suitable because they have excellent thermal and chemical resistance.

Die antiadhäsive Wirkung von Randzonenbeschichtungen kann durch Wahl von Materialien unterstützt werden, die eine im Vergleich zur zwischen den Randzonenbeschichtungen 14 gelegenen Oberfläche eines Trockenzylinders 10 geringere Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Eine entsprechend geringere Wärmeleitfähigkeit reduziert den Wärmetransport durch diesen Bereich des Walzenmantels und verringert dadurch die Trocknung der Papierbahnränder, so dass diese im Ergebnis weniger stark auf dem Walzenmantel haften und leichter davon abgelöst werden können. Bei Ausführung der Trockenzylinder als Stahlwalzen kann dieser Effekt durch Verwendung von z. B. Keramiken aber auch mit der Verwendung von wie oben beschriebenen polymeren Materialien erreicht werden. Besonders bei letzteren wird die geringere Haftung der Papierbahnränder auf den Randzonenbeschichtungen 14 im Vergleich zur übrigen Arbeitsfläche 11 durch die Kombination zweier Effekte erreicht: die geringere Anziehungskraft auf Moleküle der Papierfaserbahn und den geringeren Wärmetransport zur Papierbahn. The antiadhesive effect of edge zone coatings can be aided by choice of materials compared to between the edge zone coatings 14 located surface of a drying cylinder 10 have lower thermal conductivity. A correspondingly lower thermal conductivity reduces the heat transfer through this region of the roll shell and thereby reduces the drying of the paper web edges, so that they are less liable to adhere to the roll shell and can be easily detached therefrom. When running the drying cylinders as steel rollers, this effect can be achieved by using z. As ceramics but also with the use of polymeric materials as described above can be achieved. Especially with the latter, the lower adhesion of the paper web edges to the edge zone coatings 14 in comparison to the rest of the work surface 11 achieved by the combination of two effects: the lower attraction force on paper web molecules and the lower heat transport to the paper web.

Die Wärmeleitfähigkeit einer Beschichtung kann außer durch Wahl des Beschichtungsmaterials auch über die Morphologie der Beschichtung beeinflusst werden. Beispielsweise können zwei oder mehr Materialien unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit in komplementären Mustern innerhalb einer Randzonenbeschichtung nebeneinander angeordnet sein, so dass sich eine über die Flächenanteile gemittelte Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung ausbildet. Bei einem schichtweisen Aufbau der Randzonenbeschichtungen können Materialien mit geringerer Wärmeleitfähigkeit beispielsweise in unteren Schichten angeordnet sein, um die Wärmeleitung möglichst gering zu halten, während die Oberflächenschicht vornehmlich in Bezug auf eine geringe Anziehungskraft für Moleküle der Papierfaserbahn ausgelegt ist. Die unterschiedliche Morphologie von Randzonenbeschichtungen 14 kann sich auch in einer von der übrigen Arbeitsfläche 11 abweichenden Porosität des Materials ausdrücken. The thermal conductivity of a coating can be influenced not only by the choice of the coating material but also on the morphology of the coating. For example, two or more materials of different thermal conductivity may be arranged side by side in complementary patterns within a border zone coating, so that a thermal conductivity of the coating averaged over the surface portions is formed. In a layered structure of the edge zone coatings materials with lower thermal conductivity can be arranged for example in lower layers to minimize the heat conduction, while the surface layer is designed primarily with respect to a low attraction force for molecules of the paper fiber web. The different morphology of edge zone coatings 14 can also be in one of the other workspace 11 express dissimilar porosity of the material.

Zu diesem Zweck kann die Randzonenbeschichtung 14 z. B. von einer thermischen Spritzschicht gebildet sein. Der Auftrag des Beschichtungsmaterials erfolgt vorzugsweise unter Verwendung eines thermischen Spritzverfahrens wie beispielsweise mit dem unter dem Akronym HVOF bekannten Hochgeschwindigkeitsflammspritzen. Das Spritzbeschichten erfolgt hierbei bevorzugt in mehreren Hüben, beispielsweise mit 10 bis 100 Hüben, wobei jeder Hub jeweils eine dünne Lage des Beschichtungsmaterials auf das darunter liegende Material aufträgt. Die Porosität der Lagen kann durch das Verhältnis von Brennstoff zu Sauerstoff und über die Förderrate des zur Schichtbildung verwendeten Pulvermaterials eingestellt werden. Durch Verändern der Parameter von Lage zu Lage kann die Porosität über die Tiefe der Randzonenbeschichtungen 14 verändert werden. Die Porosität der Randzonenbeschichtungen 14 beträgt vorzugsweise zwischen 2 und 10 Prozent bzw. variiert bei einer Profilierung vorzugsweise innerhalb dieses Bereichs, wobei unter Porosität die Flächenanteile der Poren in einem das Material durchsetzenden Querschliff zu verstehen sind. Zur weiteren Verringerung der Haftkraft einer Papierfaserbahn auf einer entsprechend porösen Randzonenbeschichtung 14 können deren Poren mit einem wie oben angegebenen Polymeren Werkstoff imprägniert, d. h. verfüllt werden. For this purpose, the edge zone coating 14 z. B. be formed by a thermal spray coating. The application of the coating material is preferably carried out using a thermal spraying method such as with the known under the acronym HVOF high-speed flame spraying. The spray coating is preferably carried out in several strokes, for example with 10 to 100 strokes, each stroke each applying a thin layer of the coating material to the underlying material. The porosity of the layers can be adjusted by the ratio of fuel to oxygen and the delivery rate of the powder material used for film formation. By varying the parameters from layer to layer, porosity can vary across the depth of the edge zone coatings 14 to be changed. The porosity of the edge zone coatings 14 is preferably between 2 and 10 percent or varies in a profiling preferably within this range, wherein the porosity of the surface portions of the pores are to be understood in a cross-section passing through the material. To further reduce the adhesive force of a paper fiber web on a corresponding porous Randzonenbeschichtung 14 their pores can be impregnated with a polymer material as indicated above, ie filled.

Als thermische Spritzbeschichtungen eigenen sich Cermetbeschichtungen wie z. B. Hartmetalle bei denen Wolframcarbidpartikel in einer Chrom-Nickel-Matrix gebunden sind, aber auch Eisen-Basislegierungen sowie keramische Schichten auf der Basis von z. B. oxidkeramischen Materialien, wie unter anderem Aluminiumoxid, Zirconiumdioxid, Magnesiumoxid, Crom(III)-oxid, Yttriumoxid und Titanate. As thermal spray coatings are cermet coatings such. As hard metals in which tungsten carbide particles are bound in a chromium-nickel matrix, but also iron-based alloys and ceramic layers based on z. Example, oxide ceramic materials, such as alumina, zirconia, magnesium oxide, crom (III) oxide, yttria and titanates.

Bei der in 4 veranschaulichten Ausführungsform ist die gesamte Arbeitsfläche mit einer thermischen Spritzschicht, bei bevorzugten Ausführungsformen mit einer Hartmetallschicht, bedeckt, wobei die Porosität der Randzonenbeschichtungen 14 höher ist als die des dazwischenliegenden Bereichs 11 der übrigen Arbeitsfläche 13. Idealerweise ist die Porosität der Beschichtung 15 im Bereich 11 gleich Null. Praktisch hängt die erzielbare minimale Porosität vom jeweils verwendeten thermischen Spritzbeschichtungsverfahren und Beschichtungsmaterial ab. Porositäten von weniger als 1 Prozent bis hinab zu 0,5 Prozent sind gegenwärtig durchaus realistisch. Bei der Ausbildung der Randzonenbeschichtungen 14 werden die Beschichtungsparameter so eingestellt, dass eine Porosität im Bereich von etwa 2 bis etwa 10 Prozent erreicht wird. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen werden die Poren der Randzonenbeschichtungen 14 anschließend in einem Imprägniervorgang mit einem der oben beschriebenen polymeren Materialien verfüllt. Bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen wird die Oberfläche der Randzonenbeschichtungen 14 mit einem der genannten polymeren Werkstoffe überdeckend beschichtet, wobei die äußere Oberfläche der polymeren Beschichtung zweckmäßig gleichauf zur äußeren Oberfläche der Beschichtung 15 angeordnet ist. At the in 4 illustrated embodiment, the entire work surface is covered with a thermal spray coating, in preferred embodiments with a hard metal layer, wherein the porosity of the edge zone coatings 14 is higher than that of the intermediate area 11 the rest of the work surface 13 , Ideally, the porosity of the coating 15 in the area 11 equals zero. Practically, the achievable minimum porosity depends on the particular thermal spray coating method and coating material used. Porosities of less than 1 percent down to 0.5 percent are currently quite realistic. In the formation of the edge zone coatings 14 For example, the coating parameters are adjusted to achieve a porosity in the range of about 2 to about 10 percent. In particularly preferred embodiments, the pores of the edge zone coatings become 14 then filled in an impregnation process with one of the polymeric materials described above. In further advantageous embodiments, the surface of the edge zone coatings 14 coated with one of said polymeric materials overlapping, wherein the outer surface of the polymeric coating expediently equal to the outer surface of the coating 15 is arranged.

Bei Trockenzylindern, die ein sich über ihre gesamte Breite (d. h. über deren gesamte axiale Länge) kontinuierlich veränderndes Temperaturprofil aufweisen, erstreckt sich die Randzonenbeschichtung 14 nicht nur über auf Randzonen 12 beschränkte Bereiche, sondern über den ganzen oder doch zumindest einen wesentlichen Teil des die zu trocknende Papierbahn kontaktierenden Arbeitsbereichs 13. Hierzu kann Die Oberfläche des Trockenzylinders mit einer thermischen Spritzschicht ummantelt werden, deren Porosität von den Randbereichen des Zylinders 10 zu dessen Mittenbereichen kontinuierlich abnimmt. Die hierdurch bewirkte axiale Haftungsprofilierung kann durch ein wie zuvor beschriebenes Imprägnieren der porösen Beschichtung verstärkt werden. For drying cylinders which have a continuously varying temperature profile over their entire width (ie over their entire axial length), the edge zone coating extends 14 not just about on fringes 12 limited areas, but over the whole or at least a substantial part of the paper web to be dried contacting work area 13 , For this purpose, the surface of the drying cylinder can be covered with a thermal spray coating whose porosity from the edge regions of the cylinder 10 decreases continuously to the center regions. The resulting axial adhesion profiling can be enhanced by impregnating the porous coating as described above.

Trockenzylinder der oben ausgeführten Art verhindern, dass beim Ablösen einer Papierfaserbahn von einer Walze und insbesondere von einem Trockenzylinder auf deren Rand stärkere Kräfte einwirken, als auf die übrige Bahn. Einem Aufstellen von Papierbahnrändern wird so mit geringem apparativen Aufwand wirksam begegnet. Die Erfindung ist nicht nur für Trockenzylinder, sondern auch für andere Walzen in Trockensektionen oder anderen Sektionen von Papiermaschinen verwendbar. Drying cylinders of the type described above prevent stronger forces acting on the edge of a roll of paper web from a roll and, in particular, a drying cylinder, than forces acting on the remainder of the web. Setting up paper web edges is effectively countered with little equipment expense. The invention is usable not only for drying cylinders but also for other rolls in dry sections or other sections of paper machines.

Claims

Roller with a coating ( 14 ) for modifying the adhesion of a roll to the roll ( 10 ), wherein the coating is designed so that the adhesion of a guided over the roll of paper web to the at the edges of the roll ( 10 ) is lower than in areas between these areas ( 11 ) of the roll shell surface.

Roller according to Claim 1, in which the roller ( 10 ) a coating ( 14 ) at the edge zones ( 12 ) of the roll lateral surface, which is formed so that the adhesion of a guided over the roll surface roll paper web is less than in the areas ( 11 ) of the roll lateral surface between the edge zone coatings ( 14 ).

Roller according to Claim 1, in which the roller ( 10 ) extending over the entire or a part of the roll surface area coating ( 14 ), which is formed so that the adhesion of a guided over the roll surface roll paper web from the edges thereof continuously increases towards the center region.

Roller according to claim 1, 2 or 3, wherein the coating ( 14 ) an edge zone ( 12 ) of the workspace ( 13 ) having a width in the range of 20 to 50 mm and in particular in the range of 30 to 40 mm.

Roller according to one of Claims 1 to 4, in which the surface of the surface of the roller shell is located at the edge zones of the regions ( 11 ) in their chemical composition.

Roll according to one of the preceding claims, in which the surface of the surface of the roll surface at the margins of the intermediate areas ( 11 ) in their physical composition.

Roller according to Claim 5 or 6, in which the edge zone coating ( 14 ) comprises a polyepoxide, a silicone polymer, a fluoropolymer, or mixtures thereof.

Roller according to Claim 5 or 6, in which the edge zone coating ( 14 ) one of the areas ( 11 ) of the roll surface between the edge zone coatings has a different morphology.

A roller according to claim 8, wherein the aberrant morphology comprises a different porosity.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the entire work area ( 13 ) of the roll surface has a coating, wherein the composition and / or structure of the coating ( 14 ) at the edge zones ( 12 ) of the workspace ( 13 ) of the composition and / or the structure of the coating ( 15 ) in the fields of ( 11 ) of the TWalzen lateral surface between the edge zones ( 12 ) of the workspace ( 13 ) differ.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the roller ( 10 ) is designed for use in a dry section of a paper machine.

Roller according to Claim 11, in which the roller ( 10 ) is designed as a drying cylinder.