EP1363034B1 - Elastic smoothing roll and it's production method - Google Patents
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- EP1363034B1 EP1363034B1 EP20030009548 EP03009548A EP1363034B1 EP 1363034 B1 EP1363034 B1 EP 1363034B1 EP 20030009548 EP20030009548 EP 20030009548 EP 03009548 A EP03009548 A EP 03009548A EP 1363034 B1 EP1363034 B1 EP 1363034B1
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- roll
- accordance
- layer
- plastic
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-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
- D21G1/02—Rolls; Their bearings
- D21G1/0233—Soft rolls
Definitions
- the present invention relates to an elastic smoothing roll, in particular for the smoothing of paper webs, with a hard roll core and provided on the outside of the roll core, multi-layered, elastic matrix material comprising elastic cover layer. Furthermore, the invention is directed to a method for producing such an elastic smoothing roll.
- Elastic rolls of this type are used, for example, in the calendering of paper webs.
- an elastic roller together with a hard roller forms a press nip through which the paper web to be processed is passed.
- the hard roller has a very smooth surface consisting, for example, of steel or chilled cast iron and is responsible for the smoothing of the side of the paper web facing it
- the elastic roller acting on the opposite side of the paper web causes equalization and densification of the paper web in press nip.
- the order of magnitude of the rolls lies with lengths of 3 to 12 meters or diameters of 450 to 1500 millimeters. They withstand line forces of up to 600 N / mm and compressive stresses up to 130 N / mm 2 .
- the plastics conventionally used for the coating have a significantly higher coefficient of thermal expansion than the steel rollers or chilled cast iron commonly used, so that a high temperature increase causes high temperatures Tensions between the steel roller or chill roller and the associated plastic coating occur.
- the elastic cover layer To control the properties of the elastic cover layer, it is known to introduce powdered fillers and / or fibers into the matrix material. Depending on the amount and physical property of these fillers or fibers, the physical properties of the elastic cover layer are dominated or influenced by the fillers or the fibers. However, the powdery or fibrous fillers often worsen the smoothness of the surface of the elastic roll. This is undesirable because the paper quality depends directly on the smoothness of the surface of the smoothing roll.
- reference layers of plastic material have a relatively low abrasion resistance, so that the life of the corresponding smoothing rollers is often insufficient. Due to the plastics used for the cover layer, there is also the risk that in operation by the existing friction between the plastic roller and the paper web to be smoothed the elastic smoothing roller is statically charged, creating the risk that attracted by this charge particles, such as dust particles or the like, settle on the surface of the smoothing roller and thus cause a reduction in the smoothing quality or at worst even damage to the roll coating.
- a smoothing roll in which in addition to the outer plastic layer, a plastic layer covering this metallic cover layer is provided.
- the metallic outer layer is produced by winding liquid-metal-coated fibers onto the elastic plastic layer. Due to the fibers used as a carrier for the metal coating, the smoothness of this roller depends on the fiber diameters used.
- the elastic cover layer is not made of plastic, but exclusively of a soft metal.
- Such trained rollers have a very smooth surface and a very high thermal conductivity.
- these rolls are not suitable for all types of paper due to the pure metal surface, since the elasticity of these rolls is less than the elasticity of smoothing rolls with a plastic coating.
- the part of the object relating to the smoothing roller is achieved on the basis of a smoothing roller of the type mentioned at the outset, wherein the thermal reference layer comprises a radially inner, fiber-reinforced base layer, wherein the coefficient of thermal expansion and modulus of elasticity of the base layer through the fibers is equal to the coefficient of thermal expansion and Are approximated elastic modulus of the roll core, that a middle elastic layer is provided whose elastic modulus is smaller than the elastic modulus of the base layer, that a radially outer outer layer is provided, which consists of a mixture of molten metal and molten plastic, and that the coefficient of thermal expansion and the Young's modulus of the middle layer are at least in the radially outer region of the temperature expansion coefficient and the elastic modulus of the outer layer approximated.
- the thermal reference layer comprises a radially inner, fiber-reinforced base layer, wherein the coefficient of thermal expansion and modulus of elasticity of the base layer through the fibers is equal to the coefficient of thermal expansion and Are approximated elastic modul
- the inventive method is characterized in that the existing of a mixture of molten metal and molten plastic outer layer is applied by a spraying, casting, coating or painting on the middle layer.
- the advantages of the different known methods are thus combined with one another by producing the outer layer from a mixture of metal and plastic and by longitudinal stresses occurring between the individual layers of the reference layer during operation as a result of a corresponding configuration of the remaining layers reduced or avoided in the optimal case completely.
- both the metal and the plastic are mixed with each other in the molten state and applied to the surface of the roll core, thereby achieving significant advantages.
- a mixture according to the invention of molten metal and molten plastic has a substantially more homogeneous structure and thus an increased strength. Furthermore, it is avoided that crystallization points for hotspots caused by particles arranged in the matrix material, which could lead to destruction of the roll reference layer.
- the physical properties of the cover layer are optimally homogeneous over the entire cover layer.
- the smoothness of the cover layer can be extremely high, for example, by grinding and subsequent polishing, set as no particles, be it in Powder form, in fibrous form or in any other form, are present in the matrix material, which could ultimately lead to the surface of the cover layer to an undesirable roughness.
- the roll produced according to the invention has a heat conduction coefficient which is significantly improved in comparison to a roll with a plastic layer, so that the heat occurring during operation can be dissipated very quickly and thus the danger of the occurrence of hotspots can be further reduced.
- the outer layer is formed substantially free of fibers.
- optimum homogeneity of the outer layer and on the other hand an extremely smooth surface of the outer layer is achieved.
- the smoothness can be optimized by grinding and / or polishing the surface.
- the surface of the outer layer preferably has an Ra value which is less than 0.05 ⁇ m, in particular less than 0.03 ⁇ m.
- an abrasion-resistant metal is used for the outer layer.
- the more abrasion resistant the metal used the greater the life of a corresponding trained roller, so that the economy of such a roller can be significantly improved.
- a high performance plastic i. a high melting point plastic, especially a polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polysulfone (PSU, PES), polyethersulfone (PESU) or a poly (phenylene sulfone) (PPSU), a mixture of one or more high performance plastics with other plastics or a mixture of high performance plastics.
- PI polyimide
- PAI polyamideimide
- PEI polyetherimide
- PSU polysulfone
- PES polysulfone
- PESU poly (phenylene sulfone)
- PPSU poly (phenylene sulfone)
- a plastic or a plastic mixture having a melting point of more than about 300 ° C, in particular more than about 400 ° C, preferably from about 500 ° C or more and / or with a modulus of elasticity of less than about 4 GPa, preferably of about 3.5 GPa or less is used.
- the middle layer is substantially thicker than the outer layer and / or formed as the base layer.
- a "soft" course of the essential physical properties such as thermal expansion coefficient and elastic modulus over the radial thickness of the reference layer is adjustable. This prevents a separation of individual layers from one another due to stresses or temperature differences occurring during operation.
- the outer layer has a high thermal conductivity. This ensures that that occurring during operation heat can be derived quickly and reliably from the respective overheating point.
- the middle layer at least partially contains fibers.
- fibers are preferably fibers with a relatively high thermal conductivity
- the number within the middle layer can be radially variable so that the thermal conductivity of the middle layer increases radially outward until it is approximately equal to the heat conductivity of the outer layer at the transition to the outer layer.
- the modulus of elasticity can be increased radially outwards and / or the coefficient of thermal expansion can be set to decrease radially outwards in order to achieve an alignment with the outer layer. This can be achieved, for example, by using carbon fibers in the middle layer.
- the fibers of the base layer at least partially comprise aramid and / or glass fibers.
- the fibers are wound as rovings on the roll core and embedded in the elastic matrix material of the base layer.
- the material and the amount of fibers are chosen so that the temperature coefficient and the elasticity model in the radially inner region of the base layer are approximated to the corresponding parameters of the roll core. Radially outward, the amount of fibers is chosen to give a smooth transition of these parameters to the middle layer.
- the matrix material may preferably be formed as a resin-hardener combination and comprise, for example, epoxy resin.
- the roll core can be made of metal or fiber-reinforced plastic in particular.
- the use of a plastic roller as a roll core has the advantage that the weight and thus the inertia of the smoothing roll can be significantly reduced compared to a use of a metal core. Particularly in the case of the high rotational speeds occurring during operation, the reduction of the roll weight is advantageous.
- the use of especially fiber-reinforced plastic rollers, especially in so-called Breitnipkalandern advantageous since a roll core made of plastic over a metallic roll core has a certain flexibility, which causes a homogenization of the paper web in the nip.
- the outer layer is applied to the roll core by a flame or plasma spraying process.
- a flame or plasma spraying process By means of a corresponding flame or plasma spraying process, it is possible to produce very high-quality outer layers and to produce a very strong bond between these outer layers and the middle layer.
- the metal and / or the plastic are preferably melted during the flame or plasma spraying.
- the metal and / or the plastic may be present as starting material in each case, for example, in powder form and be converted into liquid state only during the flame or plasma spraying. In principle, however, it is also possible that the metal and the plastic are melted before being applied to the roll core and mixed together.
- the outer layer can be easily repaired, for example, simply by spraying a mixture of molten metal and molten plastic according to the invention - optionally over the entire surface of the roll or only in the region of damage.
- the figure shows a schematic cross section through an inventively designed smoothing roll.
- the illustrated smoothing roll comprises a roll core 1, which is made, for example, of metal or fiber-reinforced plastic, for example polymer, and which is rotatably mounted about an axis of rotation 2.
- a roll core 1 which is made, for example, of metal or fiber-reinforced plastic, for example polymer, and which is rotatably mounted about an axis of rotation 2.
- carbon fibers, aramid fibers, glass fibers or other suitable fibers can be used as fibers.
- a relatively thin base layer 3 which consists of a fiber-reinforced elastic matrix material consists.
- the material, the number and the orientation of the fibers are selected so that the coefficient of thermal expansion of the base layer 3 is at least approximately as large as the temperature expansion coefficient of the roll core 1, at least in its radially inner region.
- the base layer 3 is followed by a middle layer 4, which is formed substantially thicker than the base layer 3.
- This middle layer 4, as a continuation of the base layer 3, may also consist of fiber-reinforced matrix material. Since the thickness of the middle layer 4 substantially determines the elasticity of the entire reference layer, the number of fibers within the middle layer 4 is usually significantly reduced from the base layer 3, so that the elastic modulus of the middle layer 4 is less than the elastic modulus of the base layer 3.
- the middle layer 4 is in turn divided into a radially inner region 5 and a radially outer region 6, which are separated from each other in the figure by a dashed line 7. While the ultimately existing elasticity of the overall roller is essentially determined by the matrix material used and the fibers embedded therein in the radially inner region 5, the radially outer region 6 forms a transition region to an outer layer 9 forming the surface 8 of the roller.
- the region 6 of the middle layer 4 is significantly thinner than the region 5 and contains fibers embedded in the matrix material, by means of which the elastic modulus and the coefficient of thermal expansion approach the corresponding parameters of the outer layer 9.
- the fibers can be variable radially outward, in particular be increasingly distributed in order to achieve the closest possible approximation of said parameters.
- the outer layer 9 is formed as a thin elastic layer, which according to the invention consists of a mixture of molten metal and molten plastic.
- the outer layer 9 is therefore consistently homogeneous and has an extremely smooth surface 8, for example, due to an accomplished grinding and / or polishing process.
- the mixture of molten metal and molten plastic can be applied, for example, as indicated schematically, by a flame spraying device 10 on the surface of the middle layer 4.
- a flame spraying device 10 on the surface of the middle layer 4.
- the coating can be applied by the roller core 1 is set in rotation and the flame spraying device 10 is moved slowly in the axial direction parallel to the axis of rotation 2.
- the starting materials metal / plastic
- the two starting materials already by a Pretreatment in the liquid state and be applied by a simple spray, casting or painting on the surface of the roll core.
Landscapes
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Paper (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elastische Glättwalze, insbesondere für die Glättung von Papierbahnen, mit einem harten Walzenkern und einer an der Außenseite des Walzenkerns vorgesehenen, mehrschichtig ausgebildeten, elastisches Matrixmaterial umfassenden elastischen Bezugsschicht. Weiterhin ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen elastischen Glättwalze gerichtet.The present invention relates to an elastic smoothing roll, in particular for the smoothing of paper webs, with a hard roll core and provided on the outside of the roll core, multi-layered, elastic matrix material comprising elastic cover layer. Furthermore, the invention is directed to a method for producing such an elastic smoothing roll.
Elastische Walzen dieser Art werden beispielsweise bei der Satinage von Papierbahnen verwendet. Dabei bildet jeweils eine elastische Walze zusammen mit einer harten Walze einen Pressspalt, durch den die zu bearbeitende Papierbahn hindurchgeführt wird. Während die harte Walze eine beispielsweise aus Stahl oder Hartguss bestehende sehr glatte Oberfläche besitzt und für die Glättung der ihr zugewandten Seite der Papierbahn zuständig ist, bewirkt die auf die gegenüberliegende Seite der Papierbahn einwirkende elastischen Walze eine Vergleichmäßigung und Verdichtung der Papierbahn in Pressnip. Die Größenordnung der Walzen liegt bei Längen von 3 bis 12 Metern bzw. Durchmessern von 450 bis 1500 Millimetern. Sie halten Linienkräften von bis zu 600 N/mm und Druckspannungen bis 130 N/mm2 stand.Elastic rolls of this type are used, for example, in the calendering of paper webs. In each case, an elastic roller together with a hard roller forms a press nip through which the paper web to be processed is passed. While the hard roller has a very smooth surface consisting, for example, of steel or chilled cast iron and is responsible for the smoothing of the side of the paper web facing it, the elastic roller acting on the opposite side of the paper web causes equalization and densification of the paper web in press nip. The order of magnitude of the rolls lies with lengths of 3 to 12 meters or diameters of 450 to 1500 millimeters. They withstand line forces of up to 600 N / mm and compressive stresses up to 130 N / mm 2 .
Da die Tendenz bei der Papierherstellung dahin geht, dass die Satinage im Online-Betrieb erfolgt, d. h. dass die die Papiermaschine oder Streichmaschine verlassende Papierbahn unmittelbar durch die Papierglättvorrichtung (Kalander) geführt wird, werden an die Walzen der Glättvorrichtung insbesondere bezüglich der Temperaturbeständigkeit höhere Anforderungen als bisher gestellt. Durch die im Online-Betrieb erforderlichen hohen Transportgeschwindigkeiten der Papierbahn und die damit verbundenen hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Kalanderwalzen wird deren Nipfrequenz, das ist die Frequenz, mit der der Bezug komprimiert und wieder entlastet wird, erhöht, was wiederum zu erhöhten Walzentemperaturen führt. Diese im Online-Betrieb entstehenden hohen Temperaturen führen zu Problemen, die bei bekannten elastischen Walzen bis zur Zerstörung des Kunststoffbelages führen können. Zum einen sind bei bekannten Kunststoffbelägen maximale Temperaturdifferenzen von ca. 20°C über die Breite der Walze zulässig und zum anderen besitzen die für die Beschichtung üblicherweise verwendeten Kunststoffe einen wesentlich höheren Temperaturausdehnungskoeffizienten als die üblicherweise verwendeten Stahlwalzen beziehungsweise Hartgusswalzen, so dass durch eine Temperaturerhöhung hohe axiale Spannungen zwischen der Stahlwalze beziehungsweise Hartgusswalze und der mit ihr verbundenen Kunststoffbeschichtung auftreten.Since the tendency in papermaking is that the calendering takes place in on-line operation, ie that the paper web leaving the paper machine or coater is passed directly through the paper calendering device, higher demands are placed on the rollers of the smoothing device, in particular with regard to temperature resistance previously submitted. Due to the high required in online operation Transport speeds of the paper web and the associated high rotational speeds of the calender rolls is the nip frequency, which is the frequency at which the reference is compressed and relieved, increased, which in turn leads to increased rolling temperatures. These high temperatures produced in online operation lead to problems that can lead to the destruction of the plastic coating in known elastic rollers. On the one hand, maximum temperature differences of about 20 ° C. across the width of the roller are permissible in known plastic coverings and, on the other hand, the plastics conventionally used for the coating have a significantly higher coefficient of thermal expansion than the steel rollers or chilled cast iron commonly used, so that a high temperature increase causes high temperatures Tensions between the steel roller or chill roller and the associated plastic coating occur.
Durch diese hohen Spannungen verbunden mit insbesondere punktuell auftretenden Erhitzungsstellen innerhalb oder an der Oberfläche der Kunststoffbeschichtung können so genannte Hot-Spots auftreten, an denen ein Ablösen oder sogar ein Aufplatzen der Kunststoffschicht erfolgt.As a result of these high voltages, in particular with the occasional occurrence of heating points within or on the surface of the plastic coating, so-called hot spots may occur, at which detachment or even bursting of the plastic layer takes place.
Diese Hot-Spots treten insbesondere dann auf, wenn zusätzlich zu den mechanischen Spannungen und der relativ hohen Temperatur Kristallisierungspunkte in Form von beispielsweise fehlerhaften Verklebungen, Ablagerungen oder überdurchschnittlichen Einbuchtungen des elastischen Belages, beispielsweise durch Falten oder Fremdkörper an der Papierbahn, vorhanden sind. In diesen Fällen kann die Temperatur an diesen Kristallisierungspunkten von üblichen 80° C bis 90° C bis auf über 150° C steigen, wodurch die erwähnte Zerstörung der Kunststoffschicht erfolgt.These hotspots occur in particular when, in addition to the mechanical stresses and the relatively high temperature, crystallization points in the form of, for example, defective adhesions, deposits or above-average indentations of the elastic covering, for example due to folds or foreign bodies on the paper web, are present. In these cases, the temperature at these crystallization points of usual 80 ° C to 90 ° C rise to above 150 ° C, whereby the mentioned destruction of the plastic layer takes place.
Zur Steuerung der Eigenschaften der elastischen Bezugsschicht ist es bekannt, pulverförmige Füllstoffe und/oder Fasern in das Matrixmaterial einzubringen. Je nach Menge und physikalischer Eigenschaft dieser Füllstoffe beziehungsweise Fasern werden die physikalischen Eigenschaften der elastischen Bezugsschicht von den Füllstoffen beziehungsweise den Fasern dominiert beziehungsweise beeinflusst. Durch die pulverförmigen beziehungsweise faserigen Füllstoffe wird jedoch oftmals die Glätte der Oberfläche der elastischen Walze verschlechtert. Dies ist unerwünscht, da die Papierqualität unmittelbar von der Glätte der Oberfläche der Glättwalze abhängt.To control the properties of the elastic cover layer, it is known to introduce powdered fillers and / or fibers into the matrix material. Depending on the amount and physical property of these fillers or fibers, the physical properties of the elastic cover layer are dominated or influenced by the fillers or the fibers. However, the powdery or fibrous fillers often worsen the smoothness of the surface of the elastic roll. This is undesirable because the paper quality depends directly on the smoothness of the surface of the smoothing roll.
Weiterhin haben Bezugsschichten aus Kunststoffmaterial eine relativ geringe Abriebfestigkeit, so dass die Lebensdauer der entsprechenden Glättwalzen oftmals nicht ausreichend ist. Aufgrund der verwendeten Kunststoffe für die Bezugsschicht besteht darüber hinaus die Gefahr, dass im Betrieb durch die vorhandene Reibung zwischen der Kunststoffwalze und der zu glättenden Papierbahn die elastische Glättwalze statisch aufgeladen wird, wodurch die Gefahr besteht, dass sich durch diese Aufladung angezogene Teilchen, wie Staubpartikel oder dergleichen, an der Oberfläche der Glättwalze absetzen und damit eine Verringerung der Glättqualität oder schlimmstenfalls sogar eine Beschädigung der Walzenbeschichtung bewirken.Furthermore, reference layers of plastic material have a relatively low abrasion resistance, so that the life of the corresponding smoothing rollers is often insufficient. Due to the plastics used for the cover layer, there is also the risk that in operation by the existing friction between the plastic roller and the paper web to be smoothed the elastic smoothing roller is statically charged, creating the risk that attracted by this charge particles, such as dust particles or the like, settle on the surface of the smoothing roller and thus cause a reduction in the smoothing quality or at worst even damage to the roll coating.
Aus der DE 199 25 419 A1 ist eine Glättwalze bekannt, bei der zusätzlich zu der äußeren Kunststoffschicht eine diese Kunststoffschicht bedeckende metallische Bezugsschicht vorgesehen ist. Dabei wird die metallische Außenschicht durch Aufwickeln von mit flüssigem Metall beschichteten Fasern auf die elastische Kunststoffschicht erzeugt. Aufgrund der verwendeten Fasern als Träger für die Metallbeschichtung ist die Glätte dieser Walze von den verwendeten Faserdurchmessern abhängig.From DE 199 25 419 A1 a smoothing roll is known, in which in addition to the outer plastic layer, a plastic layer covering this metallic cover layer is provided. In this case, the metallic outer layer is produced by winding liquid-metal-coated fibers onto the elastic plastic layer. Due to the fibers used as a carrier for the metal coating, the smoothness of this roller depends on the fiber diameters used.
Aus der DE 199 25 418 A1 ist es bekannt, bei einer Glättwalze die elastische Bezugsschicht nicht aus Kunststoff, sondern ausschließlich aus einem weichen Metall auszubilden. Derart ausgebildete Walzen besitzen eine sehr glatte Oberfläche und eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit. Allerdings sind diese Walzen aufgrund der reinen Metalloberfläche nicht für alle Papierarten geeignet, da die Elastizität dieser Walzen geringer als die Elastizität von Glättwalzen mit einer Kunststoffbeschichtung ist.From DE 199 25 418 A1 it is known, in a smoothing roll, the elastic cover layer is not made of plastic, but exclusively of a soft metal. Such trained rollers have a very smooth surface and a very high thermal conductivity. However, these rolls are not suitable for all types of paper due to the pure metal surface, since the elasticity of these rolls is less than the elasticity of smoothing rolls with a plastic coating.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elastische Glättwalze der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Glättwalze anzugeben, bei der die Gefahr des Auftretens von Hot-Spots verringert wird, wobei die Oberfläche gleichzeitig eine sehr gute Abriebbeständigkeit und eine extrem hohe Glätte aufweist.It is an object of the present invention to provide an elastic smoothing roll of the type mentioned above and a method for producing a corresponding smoothing roll, wherein the risk of the occurrence of hot spots is reduced, the surface at the same time a very good abrasion resistance and an extremely high smoothness having.
Der die Glättwalze betreffende Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von einer Glättwalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die elastische Bezugsschicht eine radial innen liegende, mit Fasern verstärkte Basisschicht umfasst, wobei der Temperaturausdehnungskoeffizient und der Elastizitätsmodul der Basisschicht durch die Fasern dem Temperaturausdehnungskoeffizienten und dem Elastizitätsmodul des Walzenkern angenähert sind, dass eine elastische Mittelschicht vorgesehen ist, deren Elastizitätsmodul kleiner ist als der Elastizitätsmodul der Basisschicht, dass eine radial außen liegende Außenschicht vorgesehen ist, die aus einer Mischung von geschmolzenem Metall und geschmolzenem Kunststoff besteht, und dass der Temperaturausdehnungskoeffizient und der Elastizitätsmodul der Mittelschicht zumindest in deren radial außen gelegenem Bereich an den Temperaturausdehnungskoeffizient und den Elastizitätsmodul der Außenschicht angenähert sind.According to the invention, the part of the object relating to the smoothing roller is achieved on the basis of a smoothing roller of the type mentioned at the outset, wherein the thermal reference layer comprises a radially inner, fiber-reinforced base layer, wherein the coefficient of thermal expansion and modulus of elasticity of the base layer through the fibers is equal to the coefficient of thermal expansion and Are approximated elastic modulus of the roll core, that a middle elastic layer is provided whose elastic modulus is smaller than the elastic modulus of the base layer, that a radially outer outer layer is provided, which consists of a mixture of molten metal and molten plastic, and that the coefficient of thermal expansion and the Young's modulus of the middle layer are at least in the radially outer region of the temperature expansion coefficient and the elastic modulus of the outer layer approximated.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die aus einer Mischung von geschmolzenem Metall und geschmolzenem Kunststoff bestehende Außenschicht durch ein Spritz-, Gieß-, Streichoder Lackierverfahren auf die Mittelschicht aufgebracht wird.The inventive method is characterized in that the existing of a mixture of molten metal and molten plastic outer layer is applied by a spraying, casting, coating or painting on the middle layer.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Glättwalze werden somit die Vorteile der unterschiedlichen bekannten Verfahren miteinander kombiniert, indem zum einen die Außenschicht aus einer Mischung aus Metall und Kunststoff hergestellt wird und zum anderen durch eine entsprechende Ausgestaltung der restlichen Schichten im Betrieb auftretende Längsspannungen zwischen den einzelnen Schichten der Bezugsschicht verringert bzw. im optimalen Fall völlig vermieden werden. Weiterhin werden zusätzlich zu der reinen Kombination von Metall und Kunststoff zur Bildung der Außenschicht sowohl das Metall als auch der Kunststoff jeweils in geschmolzenem Zustand miteinander vermischt auf die Oberfläche des Walzenkerns aufgebracht, wodurch wesentliche Vorteile erreicht werden. Im Gegensatz zu einer Vermischung von beispielsweise pulverförmigen Metallteilchen mit einem flüssigen Matrixmaterial aus Kunststoff besitzt eine erfindungsgemäße Mischung aus geschmolzenem Metall und geschmolzenem Kunststoff einen wesentlich homogeneren Aufbau und damit eine erhöhte Festigkeit. Weiterhin wird vermieden, dass durch in dem Matrixmaterial angeordnete Teilchen Kristallisierungspunkte für Hot-Spots entstehen, die zu einer Zerstörung der Walzenbezugsschicht führen könnten.In the case of the smoothing roller formed according to the invention, the advantages of the different known methods are thus combined with one another by producing the outer layer from a mixture of metal and plastic and by longitudinal stresses occurring between the individual layers of the reference layer during operation as a result of a corresponding configuration of the remaining layers reduced or avoided in the optimal case completely. Furthermore, in addition to the pure combination of metal and plastic to form the outer layer, both the metal and the plastic are mixed with each other in the molten state and applied to the surface of the roll core, thereby achieving significant advantages. In contrast to a mixture of, for example, powdered metal particles with a liquid plastic matrix material, a mixture according to the invention of molten metal and molten plastic has a substantially more homogeneous structure and thus an increased strength. Furthermore, it is avoided that crystallization points for hotspots caused by particles arranged in the matrix material, which could lead to destruction of the roll reference layer.
Gleichzeitig sind die physikalischen Eigenschaften der Bezugsschicht, wie beispielsweise Abriebfestigkeit und Glätte optimal homogen über die gesamte Bezugsschicht vorhanden. Insbesondere die Glätte der Bezugsschicht kann extrem hoch, beispielsweise durch Abschleifen und anschließendes Polieren, eingestellt werden, da keinerlei Teilchen, sei es in Pulverform, in Faserform oder in einer sonstigen Form, in dem Matrixmaterial vorhanden sind, die an der Oberfläche der Bezugsschicht letztlich zu einer unerwünschten Rauhigkeit führen könnten.At the same time, the physical properties of the cover layer, such as abrasion resistance and smoothness, are optimally homogeneous over the entire cover layer. In particular, the smoothness of the cover layer can be extremely high, for example, by grinding and subsequent polishing, set as no particles, be it in Powder form, in fibrous form or in any other form, are present in the matrix material, which could ultimately lead to the surface of the cover layer to an undesirable roughness.
Durch die Vermischung des geschmolzenen Kunststoffes mit geschmolzenem Metall wird weiterhin eine antistatische Wirkung erreicht, so dass im Betrieb elektrostatische Aufladungen der Walze verhindert werden. Dies führt dazu, dass keine Ablagerungen an der Oberfläche der Glättwalze durch elektrostatische Anziehung entstehen, die zu einer Verringerung der Glättqualität der zu behandelnden Papierbahn und im schlimmsten Falle zu Hot-Spots und damit zu einer Zerstörung der Walzenbezugsschicht führen könnten.By mixing the molten plastic with molten metal, an antistatic effect is further achieved, so that during operation, electrostatic charges of the roller are prevented. As a result, no deposits on the surface of the smoothing roll are caused by electrostatic attraction, which could lead to a reduction of the smoothness quality of the paper web to be treated and in the worst case to hot spots and thus to the destruction of the roll reference layer.
Letztlich besitzt die erfindungsgemäß hergestellte Walze einen gegenüber einer Walze mit Kunststoffschicht deutlich verbesserten Wärmeleitkoeffizienten, so dass die im Betrieb auftretende Wärme sehr schnell abgeführt und damit die Gefahr für das Auftreten von Hot-Spots weiter verringert werden kann.Finally, the roll produced according to the invention has a heat conduction coefficient which is significantly improved in comparison to a roll with a plastic layer, so that the heat occurring during operation can be dissipated very quickly and thus the danger of the occurrence of hotspots can be further reduced.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Außenschicht im Wesentlichen faserfrei ausgebildet. Dadurch wird zum einen eine optimale Homogenität der Außenschicht und zum einen einer extrem glatte Oberfläche der Außenschicht erreicht. Die Glätte kann dabei durch Schleifen und/oder Polieren der Oberfläche optimiert werden. Bevorzugt besitzt die Oberfläche der Außenschicht einen Ra-Wert, der kleiner als 0.05 µm, insbesondere kleiner als 0.03 µm ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the outer layer is formed substantially free of fibers. As a result, on the one hand optimum homogeneity of the outer layer and on the other hand an extremely smooth surface of the outer layer is achieved. The smoothness can be optimized by grinding and / or polishing the surface. The surface of the outer layer preferably has an Ra value which is less than 0.05 μm, in particular less than 0.03 μm.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird für die Außenschicht ein abriebfestes Metall verwendet. Je abriebfester das verwendete Metall ist, desto größer ist die Lebensdauer einer entsprechend ausgebildeten Walze, so dass die Wirtschaftlichkeit einer solchen Walze deutlich verbessert werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, an abrasion-resistant metal is used for the outer layer. The more abrasion resistant the metal used, the greater the life of a corresponding trained roller, so that the economy of such a roller can be significantly improved.
Vorteilhaft wird für die Mischung der Außenschicht als Kunststoff ein Hochleistungskunststoff, d.h. ein Kunststoff mit hohem Schmelzpunkt, insbesondere ein Polyimid (PI), Polyamidimid (PAI), Polyetherimid (PEI), Polysulfon (PSU, PES), Polyethersulfon (PESU) oder ein Polyphensulfon (PPSU), eine Mischung eines oder mehrerer Hochleistungskunststoffe mit anderen Kunststoffen oder eine Mischung von Hochleistungskunststoffen verwendet.Advantageously, for the mixture of the outer layer as plastic, a high performance plastic, i. a high melting point plastic, especially a polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polysulfone (PSU, PES), polyethersulfone (PESU) or a poly (phenylene sulfone) (PPSU), a mixture of one or more high performance plastics with other plastics or a mixture of high performance plastics.
Um die gewünschten physikalischen Eigenschaften der Glättwalze zu erreichen ist es dabei vorteilhaft, wenn für die Außenschicht ein Kunststoff bzw. eine Kunststoffmischung mit einem Schmelzpunkt von mehr als ca. 300° C, insbesondere von mehr als ca. 400°C, bevorzugt von ca. 500°C oder mehr und/oder mit einem Elastizitätsmodul von weniger als ca. 4 GPa, bevorzugt von ca. 3,5 GPa oder weniger verwendet wird.In order to achieve the desired physical properties of the smoothing roll, it is advantageous if for the outer layer, a plastic or a plastic mixture having a melting point of more than about 300 ° C, in particular more than about 400 ° C, preferably from about 500 ° C or more and / or with a modulus of elasticity of less than about 4 GPa, preferably of about 3.5 GPa or less is used.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Mittelschicht wesentlich dicker als die Außenschicht und/oder als die Basisschicht ausgebildet. Durch eine entsprechende Dicke der Mittelschicht ist ein "weicher" Verlauf der wesentlichen physikalischen Eigenschaften wie Wärmeausdehnungskoeffizient und Elastizitätsmodul über die radiale Dicke der Bezugsschicht einstellbar. Dadurch wird verhindert, dass durch im Betrieb auftretende Spannungen oder Temperaturunterschiede ein Ablösen einzelner Schichten voneinander erfolgt.According to a further preferred embodiment of the invention, the middle layer is substantially thicker than the outer layer and / or formed as the base layer. By a corresponding thickness of the middle layer, a "soft" course of the essential physical properties such as thermal expansion coefficient and elastic modulus over the radial thickness of the reference layer is adjustable. This prevents a separation of individual layers from one another due to stresses or temperature differences occurring during operation.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besitzt die Außenschicht eine hohe thermische Leitfähigkeit. Dadurch ist gewährleistet, dass im Betrieb auftretende Hitze schnell und zuverlässig von der jeweiligen Überhitzungsstelle abgeleitet werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, the outer layer has a high thermal conductivity. This ensures that that occurring during operation heat can be derived quickly and reliably from the respective overheating point.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Mittelschicht zumindest bereichsweise Fasern. Dabei handelt es sich bevorzugt um Fasern mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit, deren Anzahl innerhalb der Mittelschicht radial so variabel sein kann, dass die Wärmeleitfähigkeit der Mittelschicht radial nach außen zunimmt, bis sie am Übergang zur Außenschicht annähernd gleich der Wärmeleitfähigkeit der Außenschicht ist. Weiterhin kann mit den Fasern der Elastizitätsmodul radial nach außen zunehmend und/oder der Temperaturausdehnungskoeffizient radial nach außen abnehmend eingestellt werden, um eine Angleichung an die Außenschicht zu erreichen. Dies kann beispielsweise durch Verwendung von Kohlefasern in der Mittelschicht erreicht werden.According to a further preferred embodiment of the invention, the middle layer at least partially contains fibers. These are preferably fibers with a relatively high thermal conductivity, the number within the middle layer can be radially variable so that the thermal conductivity of the middle layer increases radially outward until it is approximately equal to the heat conductivity of the outer layer at the transition to the outer layer. Furthermore, with the fibers, the modulus of elasticity can be increased radially outwards and / or the coefficient of thermal expansion can be set to decrease radially outwards in order to achieve an alignment with the outer layer. This can be achieved, for example, by using carbon fibers in the middle layer.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die Fasern der Basisschicht zumindest teilweise Aramid- und/oder Glasfasern. Bevorzugt sind die Fasern als Rovings auf den Walzenkern gewickelt und in das elastische Matrixmaterial der Basisschicht eingebettet. Weiterhin sind das Material sowie die Menge der Fasern so gewählt, dass der Temperaturkoeffizient und der Elastizitätsmodel im radial innen liegenden Bereich der Basisschicht an die entsprechenden Parameter des Walzenkerns angenähert sind. Radial nach außen wird die Menge der Fasern so gewählt, dass ein sanfter Übergang dieser Parameter zu der Mittelschicht hin gegeben ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, the fibers of the base layer at least partially comprise aramid and / or glass fibers. Preferably, the fibers are wound as rovings on the roll core and embedded in the elastic matrix material of the base layer. Furthermore, the material and the amount of fibers are chosen so that the temperature coefficient and the elasticity model in the radially inner region of the base layer are approximated to the corresponding parameters of the roll core. Radially outward, the amount of fibers is chosen to give a smooth transition of these parameters to the middle layer.
Das Matrixmaterial kann bevorzugt als Harz-Härter-Kombination ausgebildet sein und beispielsweise Epoxydharz umfassen.The matrix material may preferably be formed as a resin-hardener combination and comprise, for example, epoxy resin.
Je nach Anwendung kann der Walzenkern aus Metall oder aus insbesondere faserverstärktem Kunststoff bestehen. Die Verwendung einer Kunststoffwalze als Walzenkern hat den Vorteil, dass das Gewicht und damit die Trägheit der Glättwalze gegenüber einer Verwendung eines Metallkerns deutlich verringert werden kann. Insbesondere bei den im Betrieb auftretenden hohen Drehgeschwindigkeiten ist die Reduzierung des Walzengewichtes von Vorteil. Weiterhin ist die Verwendung von insbesondere faserverstärkten Kunststoffwalzen vor allem bei so genannten Breitnipkalandern vorteilhaft, da ein Walzenkern aus Kunststoff gegenüber einem metallischen Walzenkern eine gewisse Nachgiebigkeit besitzt, die eine Vergleichmäßigung der Papierbahn im Walzenspalt bewirkt.Depending on the application, the roll core can be made of metal or fiber-reinforced plastic in particular. The use of a plastic roller as a roll core has the advantage that the weight and thus the inertia of the smoothing roll can be significantly reduced compared to a use of a metal core. Particularly in the case of the high rotational speeds occurring during operation, the reduction of the roll weight is advantageous. Furthermore, the use of especially fiber-reinforced plastic rollers, especially in so-called Breitnipkalandern advantageous since a roll core made of plastic over a metallic roll core has a certain flexibility, which causes a homogenization of the paper web in the nip.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Außenschicht durch ein Flamm- oder Plasmaspritzverfahren auf den Walzenkern aufgebracht. Durch ein entsprechendes Flamm- oder Plasmaspritzverfahren können sehr hochwertige Außenschichten erzeugt und eine sehr feste Verbindung dieser Außenschichten mit der Mittelschicht hergestellt werden. Bevorzugt werden dabei das Metall und/oder der Kunststoff während des Flamm- oder Plasmaspritzens geschmolzen. Dabei können das Metall und/oder der Kunststoff als Ausgangsmaterial jeweils beispielsweise in Pulverform vorliegen und erst während des Flamm- oder Plasmaspritzens in flüssigen Zustand überführt werden. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass das Metall und der Kunststoff vor dem Aufbringen auf den Walzenkern geschmolzen und miteinander vermischt werden.According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the outer layer is applied to the roll core by a flame or plasma spraying process. By means of a corresponding flame or plasma spraying process, it is possible to produce very high-quality outer layers and to produce a very strong bond between these outer layers and the middle layer. The metal and / or the plastic are preferably melted during the flame or plasma spraying. In this case, the metal and / or the plastic may be present as starting material in each case, for example, in powder form and be converted into liquid state only during the flame or plasma spraying. In principle, however, it is also possible that the metal and the plastic are melted before being applied to the roll core and mixed together.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine sehr präzise Herstellung von extrem glatten, abriebfesten, antistatischen Bezugsschichten mit hoher Wärmeleitfähigkeit möglich, wobei durch das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auch eine Vielzahl von solchen Schichten übereinander aufgetragen werden können.With the method according to the invention, a very precise production of extremely smooth, abrasion-resistant, antistatic reference layers with high thermal conductivity is possible, with the inventive In particular, a plurality of such layers can be applied to one another.
Weiterhin ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine sehr gute Reparaturmöglichkeit der Glättwalzen gegeben. So kann die Außenschicht nach einer entsprechenden Beschädigung der Oberfläche beispielsweise einfach durch Aufspritzen einer erfindungsgemäßen Mischung aus geschmolzenem Metall und geschmolzenem Kunststoff - wahlweise über die gesamte Oberfläche der Walze oder nur im Bereich der Beschädigung - in einfacher Weise repariert werden. Ein Entnehmen der Walze aus dem Kalander, das mit entsprechend langen Stillstandzeiten verbunden wäre, ist dabei nicht erforderlich, so dass durch die Reparaturmöglichkeit auch die Wirtschaftlichkeit eines entsprechenden Kalanders deutlich verbessert werden kann.Furthermore, with the method according to the invention also a very good repairability of the smoothing rolls is given. Thus, after a corresponding damage to the surface, the outer layer can be easily repaired, for example, simply by spraying a mixture of molten metal and molten plastic according to the invention - optionally over the entire surface of the roll or only in the region of damage. A removal of the roller from the calender, which would be associated with correspondingly long downtimes, is not required, so that the cost-effectiveness of a corresponding calender can be significantly improved by the possibility of repair.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige Figur näher beschrieben.The invention will be described below with reference to an embodiment with reference to the single figure.
Die Figur zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Glättwalze. Die dargestellte Glättwalze umfasst einen beispielsweise aus Metall oder faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise Polymer, bestehenden Walzenkern 1, der um eine Drehachse 2 drehbar gelagert ist. Als Fasern können dabei beispielsweise Kohlenstoff-, Aramid-, Glasfasern oder sonstige geeignete Fasern verwendet werden.The figure shows a schematic cross section through an inventively designed smoothing roll. The illustrated smoothing roll comprises a roll core 1, which is made, for example, of metal or fiber-reinforced plastic, for example polymer, and which is rotatably mounted about an axis of rotation 2. For example, carbon fibers, aramid fibers, glass fibers or other suitable fibers can be used as fibers.
An der Außenseite des Walzenkerns 1 ist eine relativ dünne Basisschicht 3 vorgesehen, die aus einem mit Fasern verstärkten elastischen Matrixmaterial besteht. Das Material, die Anzahl und die Ausrichtung der Fasern sind dabei so gewählt, dass der Temperaturausdehnungskoeffizient der Basisschicht 3 zumindest in ihrem radial innen liegenden Bereich annähernd so groß ist, wie der Temperaturausdehnungskoeffizient des Walzenkerns 1.On the outside of the roller core 1, a relatively thin base layer 3 is provided, which consists of a fiber-reinforced elastic matrix material consists. The material, the number and the orientation of the fibers are selected so that the coefficient of thermal expansion of the base layer 3 is at least approximately as large as the temperature expansion coefficient of the roll core 1, at least in its radially inner region.
An die Basisschicht 3 schließt sich eine Mittelschicht 4 an, die wesentlich dicker als die Basisschicht 3 ausgebildet ist. Diese Mittelschicht 4 kann als Fortsetzung der Basisschicht 3 ebenfalls noch aus mit Fasern verstärktem Matrixmaterial bestehen. Da durch die Dicke der Mittelschicht 4 im Wesentlichen die Elastizität der gesamten Bezugsschicht bestimmt wird, ist die Anzahl der Fasern innerhalb der Mittelschicht 4 gegenüber der Basisschicht 3 üblicherweise deutlich verringert, so dass der Elastizitätsmodul der Mittelschicht 4 geringer ist als der Elastizitätsmodul der Basisschicht 3.The base layer 3 is followed by a middle layer 4, which is formed substantially thicker than the base layer 3. This middle layer 4, as a continuation of the base layer 3, may also consist of fiber-reinforced matrix material. Since the thickness of the middle layer 4 substantially determines the elasticity of the entire reference layer, the number of fibers within the middle layer 4 is usually significantly reduced from the base layer 3, so that the elastic modulus of the middle layer 4 is less than the elastic modulus of the base layer 3.
Die Mittelschicht 4 ist wiederum in einen radial innen liegenden Bereich 5 und einen radial außen liegenden Bereich 6 aufgeteilt, die in der Figur durch eine gestrichelte Linie 7 voneinander getrennt sind. Während durch das verwendete Matrixmaterial und die darin eingebetteten Fasern im radial innen liegenden Bereich 5 die letztlich vorhandene Elastizität der Gesamtwalze im Wesentlichen bestimmt wird, bildet der radial außen liegende Bereich 6 einen Übergangsbereich zu einer die Oberfläche 8 der Walze bildenden Außenschicht 9.The middle layer 4 is in turn divided into a radially
Der Bereich 6 der Mittelschicht 4 ist dabei deutlich dünner ausgebildet als der Bereich 5 und enthält in das Matrixmaterial eingebettete Fasern, durch die eine Annäherung des Elastizitätsmoduls und des Temperaturausdehnungskoeffizienten an die entsprechenden Parameter der Außenschicht 9 erfolgt. Dabei können die Fasern radial nach außen variabel, insbesondere zunehmend verteilt sein, um eine möglichst kontinuierliche Annäherung der genannten Parameter zu erreichen. Weiterhin ist durch entsprechend gewählte Fasern, beispielsweise Kohlenstofffasern, gewährleistet, dass der Bereich 6 eine hohe Wärmeleitfähigkeit sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit besitzt, um die Aufbringung der Außenschicht 9 beispielsweise durch Plasma- oder Flammspritzen zu ermöglichen.In this case, the region 6 of the middle layer 4 is significantly thinner than the
Die Außenschicht 9 ist als dünne elastische Schicht ausgebildet, die erfindungsgemäß aus einer Mischung von geschmolzenem Metall und geschmolzenem Kunststoff besteht. Die Außenschicht 9 ist daher durchgängig homogen ausgebildet und besitzt beispielsweise aufgrund eines durchgeführten Schleif- und/oder Poliervorganges eine extrem glatte Oberfläche 8.The outer layer 9 is formed as a thin elastic layer, which according to the invention consists of a mixture of molten metal and molten plastic. The outer layer 9 is therefore consistently homogeneous and has an extremely smooth surface 8, for example, due to an accomplished grinding and / or polishing process.
Die Mischung aus geschmolzenem Metall und geschmolzenem Kunststoff kann dabei beispielsweise, wie schematisch angedeutet, durch eine Flammspritzvorrichtung 10 auf die Oberfläche der Mittelschicht 4 aufgebracht werden. Beispielsweise kann die Beschichtung aufgebracht werden, indem der Walzenkern 1 in Rotation versetzt wird und die Flammspritzvorrichtung 10 langsam in axialer Richtung parallel zur Drehachse 2 bewegt wird. Während es beim Flammspritzverfahren möglich ist, dass die Ausgangsmaterialien (Metall/Kunststoff) beispielsweise noch in Pulverform vorliegen und erst durch die beim Flammspritzverfahren verwendete Hitze in flüssigen Zustand überführt und miteinander vermischt werden, ist es grundsätzlich auch möglich, dass die beiden Ausgangsmaterialien bereits durch eine Vorbehandlung in flüssigem Zustand vorliegen und durch eine einfaches Spritz-, Gieß- oder Lackierverfahren auf die Oberfläche des Walzenkerns aufgebracht werden.The mixture of molten metal and molten plastic can be applied, for example, as indicated schematically, by a
- 11
- Walzenkernroll core
- 22
- Drehachseaxis of rotation
- 33
- Basisschichtbase layer
- 44
- Mittelschichtmiddle class
- 55
- innen liegender Bereich der Mittelschichtinner area of the middle class
- 66
- außen liegender Bereich der Mittelschichtoutlying area of the middle class
- 77
- Trennlinieparting line
- 88th
- Oberflächesurface
- 99
- Außenschichtouter layer
- 1010
- FlammspritzvorrichtungFlame sprayer
Claims (22)
- An elastic smoothing roll, in particular for the smoothing of paper webs, having a hard roll core (1) and an elastic covering layer provided at the outer side of the roll core (1), made with a plurality of layers and including elastic matrix material, characterized
in that the elastic covering layer includes a radially inwardly disposed base layer (3) reinforced with fibers, with the coefficient of thermal expansion and the modulus of elasticity of the base layer (3) being approximated by the fibers to the coefficient of thermal expansion and the modulus of elasticity of the roll core (1);
in that an elastic central layer (4) is provided whose modulus of elasticity is smaller than the modulus of elasticity of the base layer (3);
in that a radially outwardly disposed outer layer (9) is provided which consists of a mixture of melted metal and melted plastic; and
in that the coefficient of thermal expansion and the modulus of elasticity of the central layer (4), at least in its radially outwardly disposed region (6), are approximated to the coefficient of thermal expansion and the modulus of elasticity of the outer layer (9). - A roll in accordance with claim 1, characterized in that the outer layer (9) is made substantially free of fibers.
- A roll in accordance with claim 1 or claim 2, characterized in that the surface (8) of the outer layer (9) is extremely smooth, in particular polished.
- A roll in accordance with claim 3, characterized in that the surface (8) of the outer layer (9) has an Ra value which is less than 0.05 µm, in particular less than 0.03 µm.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the metal used for the mixture of the outer layer (9) is an abrasion resistant metal.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the plastic used for the mixture of the outer layer (9) is a high performance plastic, i.e. a plastic having a high melting point, in particular a polyimide (PI), a polyamidimide (PAI), a polyetherimide (PEI), a polysulfone (PSU, PES), a polyethersulfone (PESU) or a polyphenylsulfone (PPSU).
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the plastic used for the mixture of the outer layer (9) is a mixture of one or more high performance plastics with other plastics or a mixture of high performance plastics.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the plastic used for the mixture of the outer layer (9) or the plastic mixture used has a melting point of more than approximately 300°C, in particular of more than approximately 400°C, preferably of approximately 500°C or more.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the plastic used for the mixture of the outer layer (9) has a modulus of elasticity of less than approximately 4 GPa, pref erably of approximately 3.5 GPa or less.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the central layer (4) is substantially thicker than the outer layer (9).
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the central layer (4) is substantially thicker than the base layer (3).
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the outer layer (9) is made anti-static.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the outer layer (9) has a high thermal conductivity.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the central layer (4) includes fibers, at least regionally.
- A roll in accordance with claim 14, characterized in that the fibers of the central layer (4) include at least carbon fibers.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the fibers of the base layer (3) include aramide fibers and/or glass fibers, at least in part.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the matrix material includes epoxy resin.
- A roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the roll core (1) consists of metal or in particular of fiber reinforced plastic.
- A method of manufacturing an elastic smoothing roll in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that the outer layer (9) consisting of a mixture of melted metal and melted plastic is applied to the central layer (4) by a spray method, a casting method, a brushing method or a painting method.
- A method in accordance with claim 19, characterized in that the mixture is applied to the central layer (4) by a flame spraying process or by a plasma spraying process.
- A method in accordance with claim 20, characterized in that the metal and/or the plastic is melted during the flame spraying or during the plasma spraying.
- A method in accordance with any one of claims 19 to 21, characterized in that the metal and the plastic are melted and mixed with one another before the application onto the central layer (4).
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