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WO2014037268A1 - Pressband in einer papiermaschine - Google Patents

Pressband in einer papiermaschine Download PDF

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Publication number
WO2014037268A1
WO2014037268A1 PCT/EP2013/067858 EP2013067858W WO2014037268A1 WO 2014037268 A1 WO2014037268 A1 WO 2014037268A1 EP 2013067858 W EP2013067858 W EP 2013067858W WO 2014037268 A1 WO2014037268 A1 WO 2014037268A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
press belt
press
silicon dioxide
crosslinker
polydimethylsiloxane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/067858
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Delphine Delmas
Uwe Matuschczyk
Hermann Reichert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Priority to EP13753636.3A priority Critical patent/EP2893079A1/de
Priority to CN201380045916.2A priority patent/CN104603358A/zh
Priority to US14/425,650 priority patent/US20150211177A1/en
Priority to CA2883016A priority patent/CA2883016A1/en
Publication of WO2014037268A1 publication Critical patent/WO2014037268A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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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
    • D21F1/0027—Screen-cloths
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses
    • D21F3/0227—Belts or sleeves therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses
    • D21F3/0227—Belts or sleeves therefor
    • D21F3/0236—Belts or sleeves therefor manufacturing methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
    • D21F7/08—Felts
    • D21F7/086—Substantially impermeable for transferring fibrous webs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/0066—Calenders; Smoothing apparatus using a special calendering belt

Definitions

  • the invention relates to a press belt for a shoe press device with the features of the upper grip of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing a plastic matrix for a press belt of a shoe press device with the features of the preamble of claim 12.
  • Press belts which may be formed, for example, as a closed jacket of a shoe press roll or as a transfer belt, which is guided between the fibrous web and the jacket of the counter-roller as an endlessly circulating belt, are exposed to high mechanical, thermal and chemical stresses.
  • press belts consist of a polyurethane matrix which is fiber-reinforced.
  • the polyurethane matrix can be formed in one or more layers, so that the press belt can have multiple layers or layers.
  • the outer surface of the respective press belt may be provided with a structure such as grooves, blind holes or the like to optimize drainage in the press. Due to the high mechanical loads cracks can form in the press belts, which also due to the high mechanical stress, a further growth of the cracks can occur.
  • This occurrence of crack growth can increasingly occur even with press belts with grooves or blind holes. Due to crack growth, structural and / or functional failure of the press belt may occur. In addition, the press belts are also exposed to enormous mechanical dynamic loads, so that the press belts are also subject to high abrasion. In addition, the press belts in the paper machine are also exposed to strong chemical stresses due to the different media appearing in the paper machine. For example, the press belts can come into contact with water, oil, acids, alkalis, solvents or the like and are at least partially attacked by these media.
  • DE19702138 A1 discloses a press jacket whose hardness and wear resistance have been increased by additives from rock flour, ceramic or carbon.
  • DE441 1620 A1 proposes only one To provide outer layer of the press jacket with wear resistance-increasing additives.
  • US2005287373 and US200601 18261 disclose press belts comprising polydimethylsiloxane.
  • the paper machine belts of WO2005090429 and US2008081179 have nanoparticles, for example, to improve the resistance to crack growth, hardness or abrasion resistance.
  • EP2330249 describes paper machine belts which have silicon dioxide microparticles.
  • the present invention is concerned with the problem of providing for a press belt of a shoe press apparatus, as well as a method for producing a plastic matrix for such a press belt an improved or at least one alternative embodiment, in particular by a higher abrasion resistance, a low or at least not impaired tendency for cracking and crack growth and / or lower sensitivity to the media occurring in a paper machine.
  • a press belt for a shoe press device for dewatering or smoothing a fibrous web, in particular a paper, board or tissue web, in which the press belt comprises a fiber-reinforced plastic matrix.
  • the fiber-reinforced plastic matrix may have a polyurethane at least in a partial area and polydimethylsiloxane and silicon dioxide microparticles as additives.
  • the chemical resistance to the media occurring in the paper machine can be increased by the combination of the additives polydimethylsiloxane and silica microparticles.
  • the abrasion resistance can be improved, and the tendency to cracking and crack growth are kept low.
  • the swelling behavior of the press belt is not or only slightly changed by adding the additive combination.
  • the additive combination leads to improved abrasion resistance and increased chemical resistance.
  • the sole use of silica microparticles leads to a deteriorated dispersibility of the reactants of the plastic matrix and thereby possibly to an increased tendency to crack in the finished press belt.
  • press belts with only silica microparticles as additive had a significantly reduced abrasion resistance.
  • a press belt Under a press belt is a band or a coat to understand, which is guided together with a fibrous web through a shoe press nip formed between a stationary pressing element, the so-called press shoe, and a cylindrical counter-roller.
  • the press shoe rests on a fixed yoke and is hydraulically pressed against the counter roller.
  • one or more endlessly circulating felts and / or further endlessly circulating press belts can be guided through the press nip.
  • the press belt can be designed as a press jacket of the shoe press roll, that is, it is held as a closed shell of two side clamping disks and rotates about the stationary press shoe.
  • the press belt In order to reduce the friction of the press belt on the press shoe, oil is applied to the inside of the press belt for lubrication.
  • the press belt instead of the guide through the two side clamping disks, the press belt, as is the case with open shoe presses, can be guided over the press shoe and a plurality of guide rollers.
  • the surface of press jackets may be provided with grooves and / or blind holes.
  • the press belt can also be designed as a transfer belt, which is guided between the fibrous web and the mantle of the counter-roller as an endlessly circulating belt in order to transport the fibrous web through the shoe press nip.
  • the fibrous web is then removed after the shoe press nip using a suction roll from the press belt, taken on another fabric and fed to the following machine group.
  • the surface of the transfer belt has sufficient adhesion to the fibrous web to guide it safely and if the surface of the transfer belt has good smoothness and low tendency to marring. On the other hand, it is also advantageous if the fibrous web can be pulled off again.
  • a fiber-reinforced plastic matrix is understood as meaning a plastic matrix in which 1, 2 or 3-dimensional fiber structures are embedded.
  • the term 1-dimensional fiber structure encompasses fibers, continuous fibers, yarns, fiber bundles, fiber strands, filaments, filament bundles, rovings or mixed forms.
  • the term 2-dimensional fiber structure includes woven, knitted, knitted, nonwoven, scrim, unidirectional laid-down fibrous layers, multi-axial scrims, mats, knits, spacer fabrics, braided sleeving, embroidery, sewing fabrics, tear-off fabrics or blends.
  • the term 3-dimensional fiber structure is essentially to be understood as meaning a plurality of two-dimensional fiber structures stacked on top of each other. In this case, the 2-dimensional fiber structure can be designed differently.
  • a unidirectional fiber layer to be followed by a nonwoven fabric as the next layer, while a woven fabric terminates the 3-dimensional fiber structure.
  • a woven fabric terminates the 3-dimensional fiber structure.
  • the unidirectional 2-dimensional fiber structures can be the same orientation or differently oriented with respect to their direction. In the latter case, there is a multiaxial clutch.
  • glass fibers As materials for fiber structures, glass fibers, carbon fibers, synthetic fibers, aramid fibers, PBO fibers, polyethylene fibers, polyester fibers, polyamide fibers, natural fibers, basalt fibers, quartz fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers or mixed forms can be used.
  • Additives are materials that are added to the plastic matrix to alter their properties in the desired manner.
  • additives are added to the plastic matrix to provide, for example, abrasion resistance, low tendency to crack, low crack growth, high resistance to paper machine media such as water, oil, acids, alkalis, solvents or the like.
  • desired surface properties such as the adhesion to a fibrous web, the hardness or the like to influence targeted. It can also be influenced by the additives properties that are achieved by the fiber reinforcement.
  • pigments, microfibers such as carbon fibers, glass fibers or the like, glass powder, carbon black, clay, montmorillonite, saponite, hectorite, mica, vermiculite, bentonite, nontronite, beidellite, volkonskoite, manadiite, kenyaite, Smectite, bederite, silicon carbide, silicic acid salts, metal oxides or any mixtures of the abovementioned compounds.
  • a fibrous web is meant a scrim of fibers comprising wood 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, which essentially consists of wood consist of fibers, with small amounts of other fibers or additives and additives are present.
  • At least one further subregion of the fiber-reinforced plastic matrix can be formed as foam.
  • a higher elasticity and softness of the press belt can be produced by forming a further portion of the fiber-reinforced plastic matrix as foam.
  • the contact pressure can be adjusted more precisely.
  • the contact force fluctuates less in uneven areas in the fibrous web or other components of the paper machine. This is understood by a foam bubbles, which are separated by walls. If the foam is open-pored, the walls are at least partially broken, while in a closed foam, the individual bubbles are closed by the walls.
  • the subregion of the at least polyurethane and as additive polydimethylsiloxane and silicon dioxide microparticles, or the further portion which is formed as a foam, z. B. comprise a layer of the press belt, a surface layer of the press belt, an edge region of the press belt or an inner layer of the press belt.
  • the press belt can be provided with the desired surface property, but nevertheless be provided with differently advantageous internal properties by differently formed internal layers of the press belt.
  • the abrasion resistance, an advantageous cracking behavior, as well as a high resistance to media occurring in the paper machine can be achieved, while a sufficiently high elasticity and tear resistance can be produced by inner layers.
  • An inner layer, for example formed of a foam can positively influence the elasticity behavior and the softness of the press belt, without impairing the required high resistance of the surface of the press belt.
  • a layer or position of the press belt is understood to mean a region that can be delimited in the thickness direction from other layers or layers.
  • the delimitation can be carried out, for example, by the fiber reinforcement, by the structure of the plastic matrix, by the additive components and / or by mechanical properties.
  • the polydimethylsiloxane used can have a viscosity of 100 to 100,000 mPa * s. It is also possible to use polydimethylsiloxane having a viscosity of from 500 to 50,000 mPa * s, if appropriate from 1 to 10,000 mPa * s, in particular from 1,500 to 5,000 mPa * s and, for example, from 2,000 to 3,000 mPa * s , This refers to a temperature of 25 ° C.
  • the at least one subregion may comprise from 0.1 to 10% by weight of polydimethylsiloxane. It is also conceivable for the at least one subregion to contain 0.1 to 8% by weight, in particular 0.1 to 5% by weight, if appropriate 0.1 to 3% by weight and, for example, 0.2 to 1, 5 wt .-% polydimethylsiloxane has.
  • the aforementioned advantages can be achieved by such a proportion of polydimethylsiloxane.
  • the silica microparticles may have an average particle size of 2 to 800 ⁇ m. It is also conceivable to use silicon dioxide microparticles which have an average particle size of from 5 to 500 ⁇ m, in particular from 5 to 50 ⁇ m, for example from 10 to 30 ⁇ m, and if appropriate from 10 to 20 ⁇ m.
  • the dispersibility of the educts of the plastic matrix can advantageously be improved by such an average particle size of the silica microparticles.
  • the at least one subarea can have from 0.01 to 10% by weight of silicon dioxide microparticles.
  • the aforementioned advantages can be achieved by such a proportion of silica microparticles.
  • silicon dioxide nanoparticles can be used in the at least one subregion with an average particle size of 10 to 80 nm. It is also conceivable to use silicon dioxide nanoparticles which have an average particle size of 12 to 60 nm, in particular 14 to 40 nm, for example 16 to 30 nm, and optionally 18 to 25 nm.
  • the tendency to crack formation can be reduced by the use of silicon dioxide nanoparticles. The tendency to crack growth may also be reduced.
  • the sole use of silicon dioxide nanoparticles improves the tendency to crack, but leads to a deterioration of the abrasion resistance. In the combination of the additives, the abrasion resistance of the at least one subregion is increased
  • the at least one subarea can have from 0.01 to 10% by weight of silicon dioxide nanoparticles.
  • the at least one polyurethane can be produced at least from a polyurethane prepolymer and a crosslinker.
  • the polyurethane prepolymer may be formed as MDI prepolymer and / or as PPDI prepolymer with polyether and / or polycarbonates and / or polycaprolactones as polyol component.
  • the desired durability and resistance to wear of the press belt can be produced by such a design of the polyurethane component of the plastic matrix.
  • such a plastic matrix is characterized by a high resistance to the media occurring in the paper machine.
  • the crosslinker may contain at least one polyether polyol. It is also conceivable that a linear polyether polyol is used and, for example, also linear polypropylene ether polyol. By means of such crosslinkers, the properties of the plastic matrix can be advantageously influenced with regard to the elasticity, the hardness and the resistance to media occurring in the paper machine.
  • a method for producing a plastic matrix for a press belt of a shoe press device for dewatering or smoothing a fibrous web, in particular a paper, board or tissue web as described above is proposed.
  • the plastic matrix is produced from at least one polyurethane prepolymer, at least one crosslinker, polydimethylsiloxane and silicon dioxide microparticles.
  • press belts can be produced which have the advantages mentioned above.
  • silica nanoparticles may be mixed with at least a portion of the crosslinker to form a nanoparticle blend containing 20 to 60 wt% silica nanoparticles. It is also conceivable that the nanoparticle mixture 25 to 55 wt .-%, for example, 30 to 50 wt .-%, in particular 35 to 45 wt .-% and optionally 38 to 42 wt .-% silicon dioxide nanoparticles.
  • a good dispersibility can be achieved by such a process control. If silicon dioxide nanoparticles which have arisen from a sol-gel process are used, it being possible for the OH groups on the surface of the particles to be blocked by means of silanization, then the dispersibility of the educts of the plastic matrix can be further improved. Furthermore, the nanoparticle mixture can completely replace the crosslinker or 5 to 40% in subsequent process steps. Furthermore, it is also conceivable that the nanoparticle mixture replaces the crosslinker to 6 to 35%, in particular to 7 to 30%, for example to 9 to 30% and optionally to 10 to 25%. By such a procedure, the dispersibility of the educts of the plastic matrix can also be further improved.
  • the silica microparticles can be mixed with the polydimethylsiloxane and optionally with further additives to form an additive mixture. This can subsequently be mixed with at least part of the crosslinker. It is conceivable that silica nanoparticles have been previously mixed into the crosslinker.
  • the mean particle size can be determined, for example, by means of laser scattered light methods or by means of dynamic image analysis. By means of dynamic image analysis, particle sizes of 1 ⁇ m to 30 mm can be determined.
  • the laser Light scattering methods allow a particle size analysis of 0.3 nm to 1 ⁇ .
  • the mean particle size is defined according to the respective measuring method used for its size range.
  • Fig. 1 is a view of a shoe press with a press cover according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows an overview of a press section comprising a shoe press and a conveyor belt of a paper machine according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a shoe press 10 which comprises a shoe roll 12 and a counter roll 14. While the counter-roller 14 consists of a rotating cylindrically shaped roller, the shoe roller 12 is composed of a shoe 16, a supporting yoke 18 carrying it and a press cover 20. In this case, the shoe 16 is supported by the yoke 18 and pressed against not shown, hydraulic pressing elements on this rotating press cover 20. Due to the concave configuration of the shoe 16 on its opposite side of the counter-roller 14 results in a relatively long press nip 22.
  • the shoe press 10 is particularly suitable for dewatering fibrous webs 24.
  • the shoe press In the operation of the shoe press is a fibrous web 24 with one or two press films 26, 26 'guided by the press nip 22, wherein the due to the force exerted in the press nip 22 on the fibrous web 24 pressure from the fibrous web 24 exiting liquid which contains dissolved and undissolved compounds in addition to water, such as fibers, fiber fragments, additives and / or additives , of the or the press felts 26,26 'and temporarily provided by depressions (not shown) provided in the press shell surface.
  • the liquid picked up by the press jacket 20 is thrown off the press jacket 20 before the press jacket 20 again enters the press nip 22.
  • the water taken up by the press felt 26, 26 ' is removed after leaving the press nip 22 with suction elements.
  • FIG. 2 shows a section of a press section of a paper machine 30, which comprises a shoe press 10.
  • the shoe press 10 as in the embodiment shown in FIG. 1, comprises a shoe roll 12 having a press jacket 20 and a pressing element or shoe 16 and a counter roll 14, a press nip being formed between the shoe 16 and the counter roll 14 ,
  • this part of the paper machine comprises two suction rolls 28, 28 'and two deflection rolls 30, 30'.
  • a felt 26 guided by the suction rolls 28, 28 ' which receives the fibrous web 24 at the suction roll 28, is guided through the press nip.
  • the transfer belt 32 in the press nip takes the fibrous web 24 of the felt 26 and on the guide roller 30' removed from the press nip. Due to the pressure exerted in the press nip on the fibrous web 24 pressure exits from the fibrous web 15 liquid which contains dissolved and undissolved compounds in addition to water, such as fibers, fiber fragments, additives and / or additives, which of the felt 26 and is temporarily received by recesses provided in the press cover surface.
  • the liquid picked up by the press cover 20 is thrown off the press cover 20 before the press cover 20 re-enters the press nip.
  • the water taken up by the felt 26 is removed after leaving the press nip with suction elements provided on the suction roll 28 '. Because of the concave design of the shoe 16 comparatively long press nip 25 is achieved with such a shoe press compared to a press consisting of two rotating rollers a much better dewatering of the fibrous web 24, so that the subsequent thermal drying can be correspondingly shorter. In this way, a particularly gentle dewatering of the fibrous web 24 is achieved.
  • An MDI-polyether prepolymer with an NCO content of about 6% is used.
  • the crosslinker used is MCDEA and PTHF200 and the crosslinking is carried out at a temperature of 90.degree.
  • the prepolymer, MCDEA and PTHF2000 are separately degassed with a vacuum evaporator.
  • Polydimethylsiloxane-SiO 2 microparticles are added to the crosslinker. Then all components are mixed in a vortex mixer. The mixture is poured into steel molds and tempered.
  • the abrasion resistance was carried out according to DIN 5316 and ISO 4649. For this purpose, a sample piece with a diameter of 16 mm with a test load of 10 N was applied. The grinding length was 40 m at an angular speed of 40 revolutions per minute. Determination of the mean value of the crack growth:
  • the crack growth is carried out in a BW machine (bending change machine).
  • BW machine bending change machine
  • the sample is bent 1, 000 000 times at a frequency of 7.5 Hz at an angle of +/- 40 °.
  • a section in the sample has a width of 6 mm and a depth of 2.5 mm.

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

Pressband in einer Papiermaschine
Die Erfindung betrifft ein Pressband für eine Schuhpressvorrichtung mit den Merkmalen des Obergriffs des Anspruchs 1 . Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Matrix für ein Pressband einer Schuhpressvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 12.
Pressbänder, die beispielsweise als geschlossener Mantel einer Schuhpresswalze oder als Transferband, das zwischen der Faserstoffbahn und dem Mantel der Ge- genwalze als endlos umlaufendes Band geführt wird, ausgebildet sein können, sind hohen mechanischen, thermischen wie auch chemischen Belastungen ausgesetzt. Üblicherweise bestehen derartige Pressbänder aus einer Polyurethan- Matrix, die faserverstärkt ist. Die Polyurethan-Matrix kann dabei ein- oder mehrlagig ausgebildet sein, sodass das Pressband mehrere Schichten bzw. Lagen auf- weisen kann. Die äußere Oberfläche des jeweiligen Pressbandes kann mit einer Struktur, wie beispielsweise Rillen, Blindbohrungen oder dergleichen versehen sein, um die Entwässerung in der Presse zu optimieren. Aufgrund der hohen mechanischen Belastungen können sich in den Pressbändern Risse ausbilden, wobei ebenfalls aufgrund der hohen mechanischen Belastung ein Weiterwachsen der Risse auftreten kann. Dieses Auftreten von Riss-Wachstum kann vermehrt auch bei Pressbändern mit Rillen oder Blindbohrungen auftreten. Aufgrund des Riss- Wachstums kann ein strukturelles und/oder funktionelles Versagen des Pressbandes eintreten. Zudem sind die Pressbänder auch enormen mechanischdynamischen Belastungen ausgesetzt, sodass die Pressbänder zudem einem ho- hen Abrieb unterliegen. Zudem sind die Pressbänder in der Papiermaschine auch aufgrund den unterschiedlichen in der Papiermaschine auftauchenden Medien starken chemischen Belastungen ausgesetzt. So können die Pressbänder beispielsweise mit Wasser, Öl, Säuren, Laugen, Lösungsmittel oder dergleichen in Kontakt kommen und werden durch diese Medien zumindest teilweise angegriffen.
So ist beispielsweise aus der DE19702138 A1 ein Pressmantel bekannt, dessen Härte und Verschleißfestigkeit durch Zusatzstoffe aus Gesteinsmehl, Keramik o- der Kohlenstoff erhöht wurde. In der DE441 1620 A1 wird vorgeschlagen, nur eine äußere Schicht des Pressmantels mit verschleißfestigkeitserhöhenden Zusatzstoffen zu versehen.
Aus der US2005287373 und der US200601 18261 sind Pressbänder bekannt, die Polydimethylsiloxan aufweisen. Die Papiermaschinenbänder der WO2005090429 und der US2008081 179 weisen Nanopartikel auf, um beispielsweise die Beständigkeit gegenüber Riss-Wachstum, die Härte oder die Abriebfestigkeit zu verbessern. In der EP2330249 sind Papiermaschinenbänder beschrieben, die Siliziumdi- oxid-Mikropartikel aufweisen.
Trotz der schon vorhandenen Ausführungsformen besteht weiterhin Bedarf an Pressbändern für eine Schuhpressvorrichtung mit verbesserter Beständigkeit gegenüber mechanischer, thermischer, sowie chemischer Belastung. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Pressband einer Schuhpressvorrichtung, sowie für ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Matrix für ein derartiges Pressband eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine höhere Abriebbeständigkeit, eine geringe oder zumindest nicht verschlechterte Neigung zur Rissbildung und zum Riss-Wachstum und/oder durch eine niedrigere Empfindlichkeit gegenüber den in einer Papiermaschine auftretenden Medien auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängi- gen Ansprüche.
In einem Aspekt der Erfindung wird ein Pressband für eine Schuhpressvorrichtung zum Entwässern oder Glätten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn vorgeschlagen, bei der das Pressband eine faserver- stärkte Kunststoff-Matrix aufweist. Dabei kann die faserverstärkte Kunststoff- Matrix zumindest in einem Teilbereich ein Polyurethan und als Zusatzstoffe Polydimethylsiloxan und Siliziumdioxid-Mikropartikel aufweisen. Vorteilhaft kann durch die Kombination der Zusatzstoffe Polydimethylsiloxan und Siliziumdioxid-Mikropartikel die chemische Widerstandsfähigkeit gegenüber den in der Papiermaschine auftretenden Medien erhöht werden. Zudem kann durch die aufgeführten Zusatzstoffe die Abriebbeständigkeit verbessert werden, und die Neigung zu Rissbildung und zum Riss-Wachstum gering gehalten werden. Vorteilhaft wird dabei durch Zugabe der Zusatzstoffkombination das Quellverhalten des Pressbandes nicht oder nur geringfügig verändert.
Gegenüber dem alleinigen Einsatz von Polydimethylsiloxan führt die Zusatzstoff- kombination zu einer verbesserten Abriebbeständigkeit sowie einer erhöhten chemischen Beständigkeit. Der alleinige Einsatz von Siliziumdioxid-Mikropartikeln dagegen führt zu einer verschlechterten Dispergierfähigkeit der Edukte der Kunststoff-Matrix und dadurch ggf. zu einer erhöhten Rissbildungsneigung in dem fertiggestellten Pressband. Zudem konnte festgestellt werden, dass Pressbänder mit nur Siliziumdioxid-Mikropartikeln als Zusatzstoff eine erheblich verschlechterte Abriebbeständigkeit aufwiesen.
Somit kann festgestellt werden, dass durch erst durch die Zusatzstoffkombination ein ausgewogenes Belastungsprofil hergestellt werden kann, dass sowohl die chemische Widerstandsfähigkeit, als auch die Neigung zu Rissbildung und zum Riss-Wachstum, sowie die Abriebbeständigkeit in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander verbessert, ohne dass eine Verschlechterung in einer dieser Eigenschaften oder in weiteren geforderten Eigenschaften wie beispielsweise dem Quellverhalten eintritt.
Unter einem Pressband ist ein Band oder ein Mantel zu verstehen, das zusammen mit einer Faserstoffbahn durch einen Schuhpressnip geführt wird, der zwischen einem stehenden Presselement, dem sogenannten Pressschuh, und einer zylindrischen Gegenwalze gebildet wird. Der Pressschuh stützt sich auf einem festste- henden Joch ab und wird hydraulisch an die Gegenwalze gedrückt. Zusätzlich zur Faserstoffbahn und dem Pressband können ein oder mehrere endlos umlaufende Filze und/oder weitere endlos umlaufende Pressbänder durch den Pressnip geführt werden. Das Pressband kann als Pressmantel der Schuhpresswalze ausgeführt sein, d.h. dass es als geschlossener Mantel von zwei seitlichen Spannscheiben gehalten wird und um den feststehenden Pressschuh rotiert. Um die Reibung des Pressbandes am Pressschuh zu reduzieren, wird auf die Innenseite des Pressbandes Öl zur Schmierung aufgebracht. Anstatt der Führung durch die beiden seitlichen Spannscheiben kann das Pressband, wie es bei offenen Schuhpressen der Fall ist, über den Pressschuh und mehrere Leitwalzen geführt werden. Die Oberfläche von Pressmänteln kann mit Rillen und/oder Blindbohrungen versehen sein. Das Pressband kann auch als Transferband ausgeführt sein, das zwischen der Faserstoffbahn und dem Mantel der Gegenwalze als endlos umlaufendes Band geführt wird, um die Faserstoffbahn durch den Schuhpressnip zu transportieren. Die Faserstoffbahn wird dann nach dem Schuhpressnip mithilfe einer Saugwalze vom Pressband abgenommen, auf eine andere Bespannung übernommen und der nachfolgenden Maschinengruppe zugeführt. Somit ist es vorteilhaft, wenn die Oberfläche des Transferbandes eine ausreichende Adhäsion zur Faserstoffbahn aufweist, um sie sicher zu führen, und wenn die Oberfläche des Transferbandes eine gute Glätte und eine geringe Markierneigung besitzt. Andererseits ist es ebenso vorteilhaft, wenn die Faserstoffbahn sich wieder abziehen lässt.
Unter einer faserverstärkten Kunststoff-Matrix versteht man eine Kunststoff-Matrix, in die 1 -, 2- oder 3-dimensionale Fasergebilde eingebettet sind. Dabei sind von dem Begriff 1 - dimensionales Fasergebilde Fasern, Endlosfasern, Garne, Faserbündel, Faserstränge, Filamente, Filamentbündel, Rovings oder Mischformen um- fasst. Von dem Begriff 2-dimensionales Fasergebilde sind Gewebe, Gestricke, Gewirke, Vliesstoffe, Gelege, unidirektionale abgelegte Faserschichten, Multiaxial- Gelege, Matten, Maschenwaren, Abstandsgewebe, Geflechtschläuche, Stickereien, Nähzeuge, Abreißgewebe oder Mischformen umfasst. Von dem Begriff 3- dimensionales Fasergebilde sind im Wesentlichen mehrere aufeinander geschich- tete 2-dimensionale Fasergebilde zu verstehen. Dabei können die 2- dimensionales Fasergebilde unterschiedlich ausgebildet sein. So ist es denkbar, dass beispielsweise auf eine unidirektionale Faserschicht ein Vliesstoff als nächste Schicht folgt, während ein Gewebe das 3-dimensionale Fasergebilde abschlie- ßen kann. Es können aber auch ausschließlich unidirektionale 2-dimensionale Fasergebilde zum Aufbau eines 3-dimensionalen Fasergebildes verwendet werden. Dabei können die unidirektionalen 2-dimensionalen Fasergebilde gleich orientiert oder unterschiedlich hinsichtlich ihrer Richtung orientiert sein. In letzterem Fall liegt ein Multiaxial-Gelege vor.
Als Materialien für Fasergebilde können Glasfasern, Kohlenstofffasern, Kunststofffasern, Aramidfasern, PBO-Fasern, Polyethylenfasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern, Naturfasern, Basaltfasern, Quarzfasern, Aluminiumoxidfasern, Siliziumcar- bidfasern oder Mischformen zum Einsatz kommen.
Unter Zusatzstoffen versteht man Materialien, die der Kunststoff-Matrix zugefügt werden, um deren Eigenschaften in der gewünschten Art und Weise zu verändern. So werden Zusatzstoffe zur Kunststoff-Matrix hinzugefügt, um beispielsweise die Abriebbeständigkeit, eine niedrige Neigung zur Rissbildung, ein geringes Riss- Wachstum, eine hohe Beständigkeit gegenüber in der Papiermaschine auftretenden Medien, wie beispielsweise Wasser, Öl, Säuren, Laugen, Lösungsmittel oder dergleichen, gewünschte Oberflächeneigenschaften, wie beispielsweise die An- haftfähigkeit gegenüber einer Faserstoffbahn, die Härte oder dergleichen, gezielt zu beeinflussen. Dabei können durch die Zusatzstoffe ebenfalls Eigenschaften beeinflusst werden, die durch die Faserverstärkung erreicht werden. So können als weitere Zusatzstoffe beispielsweise Pigmente, Mikrofasern, wie beispielsweise Kohlenstofffasern, Glasfasern oder dergleichen, Glaspulver, Ruß, Ton, Montmoril- lonit, Saponit, Hektorit, Glimmer, Vermiculit, Bentonit, Nontronit, Beidellit, Volkons- koit, Manadiit, Kenyait, Smektit, Bederit, Siliciumcarbid, Kieselsäuresalze, Metalloxide oder beliebige Mischungen der vorgenannten Verbindungen eingesetzt werden.
Unter einer Faserstoffbahn ist ein Gelege bzw. Gewirre von Fasern, umfassend Holzfasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Zusatzstoffen, Additiven oder dergleichen zu verstehen. So kann die Faserstoffbahn beispielsweise als Papier-, Karton- oder Tissuebahn ausgebildet sein, die im Wesentlichen aus Holz- fasern bestehen, wobei geringe Mengen anderer Fasern oder auch Zusatzstoffe und Additive vorhanden sind.
Des Weiteren kann zumindest ein weiterer Teilbereich der faserverstärkten Kunst- stoff-Matrix als Schaum ausgebildet sein. Vorteilhaft kann durch die Ausbildung eines weiteren Teilbereiches der faserverstärkten Kunststoff-Matrix als Schaum eine höhere Elastizität und Weichheit des Pressbandes hergestellt werden. Dadurch, dass das Pressband eine geringere Härte aufweist, kann die Anpresskraft exakter eingestellt werden. Zudem schwankt die Anpresskraft bei Unebenhei- ten in der Faserstoffbahn oder anderen Bauteilen der Papiermaschine weniger stark. Dabei versteht man unter einem Schaum Bläschen, die durch Wände getrennt sind. Ist der Schaum offenporig, so sind die Wände zumindest teilweise durchbrochen, während bei einem geschlossenen Schaum die einzelnen Bläschen durch die Wände abgeschlossen werden.
Der Teilbereich der zumindest Polyurethan und als Zusatzstoff Polydimethylsilo- xan und Siliziumdioxid-Mikropartikel aufweist, bzw. der weitere Teilbereich, der als Schaum ausgebildet ist, kann z. B. eine Schicht des Pressbandes, eine Oberflächenschicht des Pressbandes, einen Randbereich des Pressbandes oder eine Innenschicht des Pressbandes umfassen.
Umfasst der Teilbereich eine Oberflächenschicht des Pressbandes, so kann das Pressband mit der gewünschten Oberflächeneigenschaft ausgestattet werden, dennoch aber durch unterschiedlich ausgebildete innenliegende Schichten des Pressbandes mit weiteren vorteilhaften Eigenschaften ausgestattet sein. So kann beispielsweise durch eine derartige ausgestaltete Oberflächenschicht die Abriebfestigkeit, ein vorteilhaftes Rissverhalten, sowie eine hohe Beständigkeit gegenüber in der Papiermaschine auftretenden Medien erreicht werden, während durch innere Schichten eine ausreichend hohe Elastizität und Reißfestigkeit hergestellt werden kann. Dies gilt analog auch für Randbereiche des Pressbandes. Eine Innenschicht, beispielsweise ausgebildet aus einem Schaum, kann das Elastizitätsverhalten und die Weichheit des Pressbandes positiv beeinflussen, ohne die geforderte hohe Beständigkeit der Oberfläche des Pressbandes zu verschlechtern. Dabei versteht man unter einer Schicht bzw. Lage des Pressbandes einen in der Dickenrichtung gegenüber andere Schichten bzw. Lagen abgrenzbaren Bereich. Dabei kann die Abgrenzung beispielsweise durch die Faserverstärkung, durch den Aufbau der Kunststoff-Matrix, durch die Zusatzstoffanteile und/oder durch mechanische Eigenschaften vorgenommen werden.
Des Weiteren kann das eingesetzte Polydimethylsiloxan eine Viskosität von 100 bis 100.000 mPa*s aufweisen. Es kann auch Polydimethylsiloxan mit einer Visko- sität von 500 bis 50.000 mPa*s, ggf. von 1 .000 bis 10.000 mPa*s, insbesondere von 1 .500 bis 5.000 mPa*s und beispielsweise von 2.000 bis 3.000 mPa*s eingesetzt werden. Dies bezogen auf eine Temperatur von 25°C.
Vorteilhaft kann durch den Einsatz von Polydimethylsiloxan mit einer derartigen Viskosität eine Verminderung von Oberflächenstörungen in dem Pressband vorgenommen werden. Zudem kann durch eine derartige Viskosität des Polydime- thylsiloxans die Dispergierbarkeit der Edukte der Kunststoff-Matrix verbessert werden. Des Weiteren kann der zumindest eine Teilbereich 0,1 bis 10 Gew.-% Polydimethylsiloxan aufweisen. Es ist auch denkbar, dass der zumindest eine Teilbereich 0,1 bis 8 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-%, ggf. 0,1 bis 3 Gew.-% und beispielsweise 0,2 bis 1 ,5 Gew.-% Polydimethylsiloxan aufweist. Vorteilhaft können durch einen derartigen Anteil an Polydimethylsiloxan die zuvor genannten Vorteile erreicht werden.
Des Weiteren können die Siliziumdioxid-Mikropartikel eine mittlere Partikelgröße von 2 bis 800 μιτι aufweisen. Es ist auch denkbar, Siliziumdioxid-Mikropartikel ein- zusetzen, die eine mittlere Partikelgröße von 5 bis 500 μιτι, insbesondere von 5 bis 50 μιτι, beispielsweise von 10 bis 30 μιτι, und ggf. von 10 bis 20 μιτι aufweisen. Vorteilhaft kann durch eine derartige mittlere Partikelgröße der Siliziumdioxid- Mikropartikel die Dispergierfähigkeit der Edukte der Kunststoff-Matrix verbessert werden. Des Weiteren kann der zumindest eine Teilbereich 0,01 bis 10 Gew.-% Siliziumdi- oxid-Mikropartikel aufweisen. Es ist auch denkbar, dass der zumindest eine Teilbereich 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 3 Gew.-%, ggf. 0,05 bis 0,5 Gew.-% und beispielsweise 0,05 bis 2 Gew.-% Siliziumdioxid-Mikropartikel aufweist.
Vorteilhaft kann durch einen derartigen Anteil an Siliziumdioxid-Mikropartikeln die zuvor genannten Vorteile erreicht werden.
Des Weiteren können Siliziumdioxid-Nanopartikel in dem zumindest einen Teilbe- reich mit einer mittleren Partikelgröße von 10 bis 80 nm eingesetzt werden. Es ist auch denkbar, Siliziumdioxid-Nanopartikel einzusetzen, die eine mittlere Partikelgröße von 12 bis 60 nm, insbesondere von 14 bis 40 nm, beispielsweise von 16 bis 30 nm, und ggf. von 18 bis 25 nm aufweisen. Vorteilhaft kann durch den Einsatz von Siliziunndioxid-Nanopartikeln die Neigung zur Rissbildung verringert werden. Möglicherweise kann die Neigung zum Riss- Wachstum ebenfalls reduziert werden. Der alleinige Einsatz von Siliziunndioxid- Nanopartikeln wiederum verbessert zwar die Neigung zur Rissbildung, führt aber zu einer Verschlechterung der Abriebbeständigkeit. In der Kombination der Zu- satzstoffe ist die Abriebbeständigkeit der des zumindest einen Teilbereiches erhöht
Des Weiteren kann der zumindest eine Teilbereich 0,01 bis 10 Gew.-% Siliziumdioxid-Nanopartikel aufweisen.
Mittels eines derartigen Anteiles an Siliziunndioxid-Nanopartikeln in dem zumindest einen Teilbereich können die zuvor genannten Vorteile erreicht werden. Des Weiteren kann das zumindest eine Polyurethan zumindest aus einem Po- lyurethan-Prepolymer und einem Vernetzer hergestellt sein. Dabei kann das Po- lyurethan-Prepolymer als MDI-Prepolymer und/oder als PPDI-Prepolymer mit Po- lyether und/oder Polycarbonaten und /oder Polycaprolactonen als Polyolkompo- nente ausgebildet sein. Vorteilhaft kann durch eine derartige Ausbildung der Polyurethankomponente der Kunststoff-Matrix die gewünschte Haltbarkeit und Beständigkeit gegenüber dem Verschleiss des Pressbandes hergestellt werden. Zudem zeichnet sich eine derartige Kunststoff-Matrix durch eine hohe Beständigkeit gegenüber den in der Papiermaschine auftretenden Medien auf.
Des Weiteren kann der Vernetzer zumindest einen Polyetherpolyol enthalten. Es ist auch denkbar, dass ein linear Polyetherpolyol eingesetzt wird und beispielsweise auch lineares Polypropylenetherpolyol. Durch derartige Vernetzer können die Eigenschaften der Kunststoff-Matrix hinsichtlich der Elastizität, der Härte und der Beständigkeit gegenüber in der Papiermaschine auftretenden Medien vorteilhaft beeinflusst werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Matrix für ein Pressband einer Schuhpressvorrichtung zum Entwässern oder Glätten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn wie zuvor beschrieben vorgeschlagen. Dabei wird die Kunststoff- Matrix aus zumindest einem Polyurethan-Prepolymer, zumindest einem Vernetzer, Polydimethylsiloxan und Siliziumdioxid-Mikropartikeln hergestellt.
Durch ein derartiges Verfahren können vorteilhaft Pressbänder hergestellt werden, die die zuvor genannten Vorteile aufweisen.
Des Weiteren kann vor der Vernetzung des zumindest einen Polyurethan- Prepolymers Siliziumdioxid-Nanopartikel mit zumindest einem Teil des Vernetzers zu einer Nanopartikel-Mischung vermischt werden, die 20 bis 60 Gew.-% Siliziumdioxid-Nanopartikel enthält. Es ist auch denkbar, dass die Nanopartikel-Mischung 25 bis 55 Gew.-%, beispielsweise 30 bis 50 Gew.-%, insbesondere 35 bis 45 Gew.-% und ggf. 38 - 42 Gew.-% Siliziumdioxid-Nanopartikel enthält.
Vorteilhaft kann durch eine derartige Prozessführung eine gute Dispergierbarkeit erreicht werden. Werden Siliziumdioxid-Nanopartikel eingesetzt, die aus einem Sol-Gel-Prozess entstanden sind, wobei an der Oberfläche der Partikel die OH- Gruppen mittels einer Silanisierung blockiert sein können, so kann die Dispergierbarkeit der Edukte der Kunststoff-Matrix weiter verbessert werden. Des Weiteren kann die Nanopartikel-Mischung in nachfolgenden Verfahrensschritten den Vernetzer vollständig ersetzen oder zu 5 bis 40 %. Des Weiteren ist auch denkbar, dass die Nanopartikel-Mischung den Vernetzer zu 6 bis 35 %, insbesondere zu 7 bis 30 %, beispielsweise zu 9 bis 30 % und ggf. zu 10 bis 25 % ersetzt. Durch eine derartige Verfahrensführung, kann ebenfalls weiter die Dispergierbarkeit der Edukte der Kunststoff-Matrix verbessert werden. Des Weiteren ist dadurch auch eine verbesserte Durchmischung der einzelnen Edukte der Kunststoff-Matrix möglich. Weiterhin kann vor der Vernetzung des zumindest einen Polyurethan-Prepolymers die Siliziumdioxid-Mikropartikel mit dem Polydimethylsiloxan und ggf. mit weiteren Zusatzstoffen zu einer Zusatzstoffmischung vermischt werden. Diese kann nachfolgend mit zumindest einem Teil des Vernetzers vermischt werden. Dabei ist es denkbar, dass in den Vernetzer zuvor schon Siliziumdioxid-Nanopartikel einge- mischt worden sind.
Durch eine derartige Verfahrensführung kann vorteilhaft eine homogene Mischung der Edukte der Kunststoff-Matrix erreicht werden und sowohl die Dispergierbarkeit als auch das Mischungsverhalten kann verbessert werden.
Die mittlere Partikelgröße kann beispielsweise mit Laserstreulicht-Methoden oder mittels dynamischer Bildanalyse bestimmt werden. Mittels der dynamischen Bildanalyse können Partikelgrößen von 1 μιτι bis 30 mm bestimmt werden. Die Laser- lichtstreuungsmethoden lassen eine Partikelgrößenanalyse von 0,3 nm bis 1 μηη zu. Die mittlere Partikelgröße ist dabei gemäß der jeweilig für ihren Größenbereich eingesetzten Meßmethode definiert. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen und dem Beispiel. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf glei- che oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch:
Fig. 1 eine Ansicht einer Schuhpresse mit einem Pressmantel gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und
Fig.2 eine Ansieht einer eine Schuhpresse und ein Transportband umfassenden Presspartie einer Papiermaschine gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In der Fig. 1 ist eine Schuhpresse 10 dargestellt, welche eine Schuhwalze 12 und eine Gegenwalze 14 umfasst. Während die Gegenwalze 14 aus einer rotierenden zylindrisch ausgestalteten Walze besteht, ist die Schuhwalze 12 aus einem Schuh 16, einem diesen tragenden stehenden Joch 18 und einem Pressmantel 20 zusammengesetzt. Dabei wird der Schuh 16 durch das Joch 18 abgestützt und über nicht dargestellte, hydraulische Presselemente an den diesen umlaufenden Pressmantel 20 angepresst. Aufgrund der konkaven Ausgestaltung des Schuhs 16 an seiner der Gegenwalze 14 gegenüberliegenden Seite ergibt sich ein vergleichsweise langer Pressspalt 22. Die Schuhpresse 10 eignet sich insbesondere zur Entwässerung von Faserstoffbahnen 24. Bei dem Betrieb der Schuhpresse wird eine Faserstoffbahn 24 mit einem oder zwei Pressfilmen 26, 26' durch den Pressspalt 22 geführt, wobei die aufgrund des in dem Pressspalt 22 auf die Faserstoffbahn 24 ausgeübten Drucks aus der Faserstoffbahn 24 austretende Flüssigkeit, welche neben Wasser gelöste und ungelöste Verbindungen, wie beispielsweise Fasern, Faserbruchstücke, Zusatzstoffe und/oder Additive, enthält, von dem bzw. den Pressfilzen 26,26' und von in der Pressmanteloberfläche vorgesehen Vertiefungen (nicht dargestellt) vorübergehend aufgenommen wird. Nach dem Verlassen des Pressspalts 22 Wird die von dem Pressmantel 20 aufgenommene Flüssigkeit von dem 15 Pressmantel 20 abgeschleudert, bevor der Pressmantel 20 erneut in den Presspalt 22 eintritt. Zudem wird das von dem Pressfilz 26, 26' aufgenommene Wasser nach dem Verlassen des Pressspalts 22 mit Saugelementen entfernt.
Aufgrund des wegen der konkaven Ausgestaltung des Schuhs 16 an seiner der Gegenwalze 14 gegenüberliegenden Seite vergleichsweise langen Pressspalts 22 wird mit einer solchen Schuhpresse 10 im Vergleich zu einer aus zwei rotierenden Walzen bestehenden Presse eine beträchtlich bessere Entwässerung der Faserstoffbahn 24 erreicht, so dass die nachfolgende thermische Trocknung entsprechend kürzer ausfallen kann. Auf diese Weise wird eine besonders schonende Entwässerung der Faserstoffbahn 24 erreicht.
In der Fig. 2 ist ein Ausschnitt einer Presspartie einer Papiermaschine 30 gezeigt, welche eine Schuhpresse 10 umfasst. Dabei umfasst die Schuhpresse 10, wie auch bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, eine einen Pressmantel 20 und ein Presselement bzw. Schuh 16 aufweisende Schuhwalze 12 und eine Gegenwalze 14, wobei zwischen dem Schuh 16 und der Gegenwalze 14 ein Pressspalt ausgebildet ist. Zudem umfasst dieser Teil der Papiermaschine zwei Saugwalzen 28, 28' und zwei Umlenkwalzen 30, 30'. Bei dem Betrieb der Papiermaschine wird ein durch die Saugwalzen 28, 28' geführter Filz 26, der an der Saugwalze 28 die Faserstoffbahn 24 aufnimmt, durch den Pressspalt geführt. Zudem wird unterhalb des die Faserstoffbahn 24 führenden Filzes 26 ein durch 10 die Umlenkwalzen 30, 30' geführtes Transportband bzw. Transferband 32 durch den Pressspalt geführt, wobei das Transferband 32 im Pressspalt die Faserstoffbahn 24 von dem Filz 26 übernimmt und über die Umlenkwalze 30' aus dem Pressspalt abführt. Aufgrund des in dem Pressspalt auf die Faserstoffbahn 24 ausgeübten Drucks tritt aus der Faserstoffbahn 15 Flüssigkeit aus, welche neben Wasser gelöste und ungelöste Verbindungen, wie beispielsweise Fasern, Faserbruchstücke, Zusatzstoffe und/oder Additive, enthält, welche von dem Filz 26 und von in der Pressmanteloberfläche vorgesehen Vertiefungen vorübergehend aufgenommen wird. Nach dem Verlassen des Pressspalts wird die von dem Pressmantel 20 aufgenommene Flüssigkeit von dem Pressmantel 20 abgeschleudert, bevor der Pressmantel 20 erneut in den Presspalt eintritt. Zudem wird das von dem Filz 26 aufgenommene Wasser nach dem Verlassen des Pressspalts mit an der Saugwalze 28' vorgesehene Saugelementen entfernt. Aufgrund des wegen der konkaven Ausgestaltung des Schuhs 16 vergleichsweise langen 25 Pressspalts wird mit einer solchen Schuhpresse im Vergleich zu einer aus zwei rotierenden Walzen bestehenden Presse eine wesentlich bessere Entwässerung der Faserstoffbahn 24 erreicht, so dass die nachfolgende thermische Trocknung entsprechend kürzer ausfallen kann. Auf diese Weise wird eine besonders schonende Entwässerung der Faserstoffbahn 24 erreicht.
Beispiel:
Figure imgf000014_0001
Legende:
HV Härte vor Wasserlagerung [ShA]
AV Abrieb vor Wasserlagerung [mm]
AN Abrieb nach Wasserlagerung 150h bei 95°C [mm]
VAV Verbesserung der Abriebbeständigkeit vor Wasserlagerung [%]
VAN Verbesserung der Abriebbeständigkeit nach Wasserlagerung [%]
RB Mittelwert Riss-Wachstum bei 1 . Mio Belastungen in einer BW-Maschine [mm]
Im Vergleich zur Vergleichsplatte ohne Zusatzstoffe ist durch Zugabe von Polydi- methylsiloxan-Siliziumdioxid-Mikropartikel die Abriebbeständigkeit vor allem nach der Wasserlagerung deutlich verbessert. Dabei ist die Neigung zum Riss- Wachstum im Wesentlichen unverändert. Somit kann durch Zugabe von Polydime- thylsiloxan-Siliziumdioxid-Mikropartikeln die Abriebbeständigkeit bei nahezu unveränderter Neigung zum Riss-Wachstum verbessert werden. Herstellung der Proben:
Es wird ein MDI-Polyether-Prepolymer mit einem NCO Gehalt von ca. 6% eingesetzt. Als Vernetzer wird MCDEA und PTHF200 verwendet und die Vernetzung wird bei einer Temperatur von 90°C durchgeführt.
Das Prepolymer, MCDEA und PTHF2000 werden separat mit einem Vakuumver- dampfer entgast. Dem Vernetzer werden Polydimethylsiloxan-SiO2-Mikropartikel zugegeben. Dann werden alle Komponenten in einem Vortex-Mixer vermischt. Die Mischung wird in Stahlformen gegossen und getempert.
Bestimmung der Abriebbeständigkeit:
Die Abriebbeständigkeit wurde nach DIN 5316 und ISO 4649 durchgeführt. Dazu wurde ein Probenstück mit einem Durchmesser von 16 mm mit einer Prüfkraft von 10 N beaufschlagt. Die Schleiflänge betrug 40 m bei einer Winkelgeschwindigkeit von 40 Umdrehungen je min. Bestimmung des Mittelwertes des Riss-Wachstums:
Das Riss-Wachstum wird in einer BW-Maschine (Biegewechsel-Maschine) durchgeführt. Dazu wird die Probe 1 .000.000 mal bei einer Frequenz von 7,5 Hz unter einem Winkel von +/- 40° gebogen. Ein Schnitt in der Probe weist eine Breite von 6 mm und eine Tiefe von 2,5 mm auf.

Claims

Patentansprüche
1 . Pressband für eine Schuhpressvorrichtung (10) zum Entwässern oder Glätten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, oder Tissuebahn, wobei das Pressband (20,32) eine faserverstärkte Kunststoff-Matrix aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass die faserverstärkte Kunststoff-Matrix zumindest in einem Teilbereich zumindest ein Polyurethan und als Zusatzstoffe Polydimethylsiloxan und Sili- ziumdioxid-Mikropartikel aufweist.
2. Pressband nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein weiterer Teilbereich der faserverstärkten Kunststoff-Matrix als ein Schaum ausgebildet ist.
3. Pressband nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Teilbereich ausgewählt ist aus folgender Gruppe:
eine Schicht des Pressbandes (20,32), eine Oberflächenschicht des Press- bandes (20,32), ein Randbereich des Pressbandes (20,32), eine Innenschicht des Pressbandes (20,32).
4. Pressband nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das eingesetzte Polydimethylsiloxan eine Viskosität von 100 bis 100.000 mPa*s aufweist.
5. Pressband nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Teilbereich einen Anteil an Polydimethylsiloxan von
1 bis 10 Gew.-% aufweist.
6. Pressband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Siliziumdioxid-Mikropartikel einen mittlere Partikelgröße von 10 bis 800 μηη aufweisen.
7. Pressband nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Teilbereich einen Anteil an Siliziumdioxid- Mikropartikel von 1 bis 10 Gew.-% aufweist.
8. Pressband nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Teilbereich Siliziunndioxid-Nanopartikel mit einer mittleren Partikelgröße von 10 bis 80 nm aufweist.
9. Pressband nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Teilbereich einen Anteil an Siliziunndioxid- Nanopartikel von 1 bis 10 Gew.-% aufweist.
10. Pressband nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zumindest eine Polyurethan zumindest aus einem Polyurethan- Prepolymer und einem Vernetzer hergestellt ist, wobei das Polyurethan- Prepolymer als MDI-Prepolymer und/oder als PPDI-Prepolymer mit Polyether und/oder Polycarbonaten als Polyolkomponente ausgebildet ist.
1 1 . Pressband nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vernetzer zumindest einen Polyetherpolyol enthält oder daraus be- steht.
12. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Matrix für ein Pressband, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kunststoff-Matrix aus zumindest einem Polyurethan-Prepolymer, zumindest einem Vernetzer, Polydimethylsiloxan und Siliziumdioxid- Mikropartikeln hergestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor der Vernetzung des zumindest einen Polyurethan-Prepolymers Sili- ziumdioxid-Nanopartikel mit zumindest einem Teil des Vernetzers zu einer Nanopartikel-Mischung vermischt werden, die 20-60 Gew-% Siliziumdioxid-
Nanopartikeln enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Nanopartikel-Mischung in nachfolgenden Verfahrensschritten den
Vernetzer vollständig oder zu 5-40% ersetzt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor der Vernetzung des zumindest einen Polyurethan-Prepolymers die
Siliziumdioxid-Mikropartikeln mit dem Polydimethylsiloxan und gegebenenfalls mit weiteren Zusatzstoffen zu einer Zusatzstoffmischung vermischt werden, die nachfolgend mit zumindest einem Teil des Vernetzers vermischt wird.
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