DE69801338T2 - Rakelstab verwendbar in der papierindustrie - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Streichstange für die Papierindustrie.
• Die Streichstange oder rod wird in der Papierindustrie verwendet, um ein Streichmaterial (oder "Streichmasse") im allgemeinen auf Karton oder Papier aufzutragen, um einen gestrichenen Karton oder ein gestrichenes Papier herzustellen. Die Streichstange wird aus einem Metallstab gebildet, der im allgemeinen einen Durchmesser zwischen 10 und 20 mm aufweist. Die Streichstange wird im allgemeinen in einer beliebigen Halterung, wie z. B. einer Polymerummantelung, auch Bett genannt, gehalten, in der sie sich drehen kann. Indem sie sich dreht, bildet die Streichstange eine Art Rakel, die das überschüssige Material, d. h. die überschüssige "Streichmasse", vom Papier entfernt, wobei man die Streichmasse dosiert bzw. die gewünschte Dicke der Masse auf dem Papier erzielt, indem man den Druck der Streichstange auf dem Papier und/oder die Rotationsgeschwindigkeit verändert.
• Die industriellen Grenzen einer derartigen Technik haben zur Entwicklung einer anderen Streichstangengeneration geführt, die es ermöglicht, die Menge der auf dem Papier aufgetragenen Streichmasse zu erhöhen. Die Perfektionierung besteht darin, dass man einen Metalldraht um die Streichstange gewickelt hat. Durch die Verwendung von Metalldrähten mit verschiedenen Durchmessern kann man das freie Volumen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen des Drahtes verändern, wodurch man einen mehr oder weniger großen Dosierungsspeicher für die Streichmasse erhält. In der Folge hat man es vorgezogen, Rillen in die Streichstange einzugravieren, wobei die genannten Rillen die gleiche Funktion wie die um die Stange gewickelten Metalldrähte haben.
• Da die Produktionsgeschwindigkeit von Papier ständig steigt, verwendet man in den Papierherstellungsmaschinen zunehmend Übertragungswalzen, wobei noch immer eine Streichstange verwendet wird, um eine bestimmte Menge Streichmasse auf das Papier aufzutragen. In diesen neuen Maschinen wird die Streichstange für ein "Vorstreichen auf der Leimpresse" verwendet. Das gestrichene Papier ist ein Papier von hohem Mehrwert und im allgemeinen von sehr hoher Qualität, wobei das Papier hergestellt wird, indem man zwei oder drei Schichten Streichmasse auf jede Seite aufträgt. Zu diesem Zweck umfassen die Maschinen vier oder sogar mehr Streichköpfe. Daraus folgt, dass eine intensive Verwendung der Streichstangen in den Herstellungsmaschinen zu einer raschen Abnutzung der genannten Stangen führt, wobei diese Abnutzung beschleunigt wird, wenn man eine pigmentierte Streichmasse verwendet, da die Pigmente einen starken Abrieb der Streichstangen verursachen. Die Folge dieser raschen Abnutzung ist, dass es notwendig ist, die Streichstangen jeder Maschine alle zwei Tage auszutauschen. Da derzeit die Maschinen jeweils acht Streichstangen verwenden, kann man ohne Mühe die wirtschaftlichen Auswirkungen der Streichstangen auf die Papierherstellung ermessen.
• Um zu versuchen, die Abnutzung der Streichstangen zu reduzieren, hat man auf den letztgenannten einen Chromüberzug gebildet. Doch auch die auf diese Weise hergestellten Streichstangen sind nicht ganz zufriedenstellend, auch wenn erhebliche Fortschritte erzielt wurden.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine glatte oder gerillte Streichstange vorzuschlagen, deren Lebensdauer erheblich verlängert wurde, nämlich um mindestens 50%. Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung einer Streichstange, die mit einem Überzug versehen ist, der aus einem Keramikgemisch besteht, wobei der genannte Überzug einen Benetzungswinkel oder eine Benetzbarkeit zwischen 30º und 90º und eine Porosität von unter 5% aufweist und wobei die Größe der Poren 5 um nicht überschreitet.
• Auf Grund der unterschiedlichen Oberflächenspannungen zwischen der Streichstange und der Übertragungswalze, mit der sie zusammenarbeitet, kann sich das Verhalten der Streichmasse von einer Situation zur anderen ändern. Man hat festgestellt, dass es notwendig ist, dass die Oberflächenspannung zwischen der Übertragungswalze und der Streichmasse größer als die Oberflächenspannung zwischen der genannten Streichmasse und der Streichstange sein muss, wenn man will, dass die Streichmasse, die zum Beispiel in dem Hohlraum der Rillen enthalten ist, zur Gänze oder fast zur Gänze übertragen wird. Wenn die Benetzbarkeit des Überzugs der Streichstange nicht ausreichend ist, kommt es daher zu einer Trockenreibung zwischen dem Überzug und der Streichmasse; wenn die Benetzbarkeit zu groß ist, bleibt zumindest ein Teil der Streichmasse auf dem Überzug, zum Beispiel auf dem Boden der Rillen. In diesem letztgenannten Fall spielen die Rillen ihre Rolle als Dosierorgan nicht mehr perfekt, da eine gewisse Menge an Streichmasse auf dem Boden der Rillen haften bleibt.
• Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung beträgt der Benetzungswinkel oder die Benetzbarkeit des Überzugs zwischen 30º und 90º, vorzugsweise zwischen 60º und 85º.
• Man verändert die Benetzbarkeit des Überzugs der Streichstange, indem man gewisse Parameter des genannten Überzugs verändert, wie zum Beispiel die Porosität oder Größe der Poren, die Struktur des Überzugs, zum Beispiel im Netz des Keramikgemisches, das zur Bildung des genannten Überzugs verwendet wird. Da der Überzug aus nebeneinanderliegenden Keramikkörnern gebildet sein kann, ist es in gewissen Fällen vorzuziehen, die Konzentration oder den Molgehalt der in dem Gemisch verwendeten Keramiken zu verändern. Die vorliegende Erfindung empfiehlt, in dem genannten Gemisch einen Hauptbestandteil zu verwenden, dessen Molgehalt zwischen 40 und 60% liegt.
• Der Überzug wird gebildet, indem auf die Streichstange ein Pulver aus gepressten Keramikkörnern oder aus gepressten gesinterten oder gerissenen gemahlenen Körnern mit einer Größe jedes Agglomerats von unter 5 um, vorzugsweise in der Größenordnung von einem Mikrometer, gespritzt wird. Die Korngröße des aufgespritzten Pulvers beträgt unter 80 um, vorzugsweise zwischen 10 und 45 um. Der auf diese Weise hergestellte Überzug weist eine Dicke zwischen 15 und 60 um und eine Porosität von unter 5% auf, wobei die mittlere Größe der Poren unter 5 um beträgt.
• Die bevorzugten Keramiken gemäß der Erfindung werden gewählt aus Cr&sub2;O&sub3;, MgO, Al&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, SiO&sub2; und ZrO&sub2;.
• Ein besonderes Gemisch besteht aus 50% Cr&sub2;O&sub3; und 50% MgO.
• Ein anderes besonderes Keramikgemisch weist folgende Zusammensetzung in Mol auf:
• 48% Al&sub2;O&sub3;,
• 35% TiO&sub2;,
• 15% Cr&sub2;O&sub3;,
• 2% SiO&sub2;.
• Man kann auch ein Gemisch verwenden, das Keramiken aus ZrO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und TiO&sub2; oder Carbide und Nitride enthält.
• Die Bedingungen beim Spritzen des gewählten Keramikgemisches sind folgende:
• Fackel vom Typ F&sub4; von SULZER-METCO, an der Fackel verteilte Leistung: 30 KW,
• Stromstärke: 600 A,
• Argon: 42 l/mm,
• Wasserstoff: 12 l/min.
• Abstand zwischen Fackel und Stange: 110 mm,
• Durchsatz des Pulvergemisches: 32 g/min.
• Rotationsgeschwindigkeit der Stange: 500 U/min.
• Bewegungsgeschwindigigkeit der Fackel: 50 mm/Sekunde.
• Während des Spritzens wird die Streichstange zum Beispiel durch einen CO&sub2;-Strom auf einer Temperatur unter 50ºC gehalten.
• Der gemäß der Erfindung erzielte endgültige Überzug weist eine gewisse Oberflächenrauheit auf, die zum Großteil beseitigt werden muss, damit der Oberflächenzustand der fertigen Streichstange nicht beeinträchtigt ist. Die beschichtete Streichstange wird so behandelt, dass eine Oberflächenrauheit von unter 1 um erzielt wird. Die Oberflächenbehandlung kann zum Beispiel ein Nasspolieren sein.
• Eine andere Behandlung besteht darin, die Streichstange in eine Gummiwalze oder zwischen zwei Gummiwalzen zu geben, die sich auf der Streichstange drehen, wobei die Einheit Streichstange-Gummiwalze in einen Brei getaucht ist, der 50 Vol.% CaCO&sub3;, TiO&sub2; oder andere Körner enthält, deren Durchmesser unter einem Nanometer liegt.

Claims (8)

1. Streichstange, umfassend ein Substrat, das zumindest auf dem größten Teil seiner Länge mit einem Überzug versehen ist, der eine Keramik enthält, deren Porosität unter 5% liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Überzug durch ein Keramikgemisch gebildet wird, wobei der genannte Überzug einen Benetzungswinkel zwischen 30º und 90º und eine Porengröße von unter 5 um aufweist.

2. Streichstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikgemisch einen Hauptbestandteil enthält, dessen Molgehalt zwischen 40 und 60% in Bezug auf den Gesamtgehalt des Gemisches beträgt.

3. Streichstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Benetzungswinkel zwischen 60º und 85º beträgt.

4. Streichstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug eine Oberflächenrauheit von unter 1 um aufweist.

5. Streichstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramiken aus Cr&sub2;O&sub3;, MgO, Al&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, SiO&sub2; und ZrO&sub2; gewählt werden.

6. Streichstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus 50 Mol% Cr&sub2;O&sub3; und MgO besteht.

7. Streichstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch einen Molgehalt von

48% Al&sub2;O&sub3;,

35% TiO&sub2;,

15% Cr&sub2;O&sub3;,

2% SiO&sub2;

aufweist.

8. Streichstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus ZrO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und TiO&sub2; gebildet wird.