Innovative Komposite-Bezüge mit hoher Verschleißbeständigkeit und verbesserten Antihafteigenschaften für funktionelle Walzen in der Papierindustrie

Zusammenfassung

In einem Mehrfirmen-Forschungsprojekt wurden funktionelle Harzformulierungen hergestellt, die als funktionelle Beschichtungen vorzugsweise für Walzenbezüge in Papiermaschinen eingesetzt werden können. Die Entwicklungen fokussierten sich primär auf die verbesserten Abstoßeigenschaften (Anti-haft) bei gleichzeitig hoher Verschleißbeständigkeit, wobei der Einfluss der unterschiedlichen Additive und Füllstoffe auf die gewünschten Eigenschaften der finalen Formulierungen bewertet wurde.

Die erforderlichen thermischen und mechanischen Eigenschaften wurden durch eine formulierte Epoxy-Matrix als Basisharz zugesichert. Als Füllstoff dienten mineralische Füllstoffe mit unterschiedlicher Härte, Korngrößenverteilung, Form und chemische Zusammensetzung sowie polymere Füllstoffe mit verbesserten Realease-Eigenschaften.

Die tribologische Charakterisierung der entwickelten Formulierungen erfolgte an einem modifizierten Stift-Scheibe Tribometer. Eine detaillierte Charakterisierung der Verschleißprozesse wurde nach der Versuchsdurchführung mittels Rasterelektronmikroskopie durchgeführt, wobei die Haupteffekte der einzelnen Additive und die resultieren Verschleißoberflächen beschrieben wurden.

Mit den optimierten Formulierungen wurden Walzenbezüge für Leitwalzen in der Trockenpartie der Papiermaschine hergestellt, die seit mehreren Monaten unter realen Betriebsbedingungen erfolgreich eingesetzt werden.

Abstract

In a multi-firm research project, formulated resins have been tested which can be used as functional coatings particularly in paper machine applications. Our developments have focused on improved anti-stick properties as well as on wear resistance. Within a test matrix, the evaluation of the influences of different additives and fillers on the properties of the final formulations has been done. As the resin base, a formulated epoxy matrix has been selected which provides the required mechanical and thermal properties. As fillers, selected mineral fillers of different hardness, particle size distribution, shape, and chemical composition as well as polymer fillers with release properties have been evaluated.

The developed formulations were tested on a modified pin-on-disc tribometer. The detailed characterisation of the wear processes was carried out with SEM, wherein the behaviour of the individual additives and the properties of the resulting surface were analysed. Hence, the principal effects of the individual additives and modifications have been described.

As a main result of the research project, field tests in guide roll positions of the dryer section have been in operation with optimized formulations.