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Patent Searching and Data


Title:
PRESSING STRIP IN A PAPER MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/037268
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pressing strip for a shoe press device (10) for draining or smoothing a web of fibrous material, particularly a paper, cardboard, or tissue web, wherein the pressing strip (20, 32) has a fibre-reinforced plastic matrix. The abrasion resistance, the tendency for cracks to form and to grow and/or resistance to media entering into a paper machine are improved due to the fibre-reinforced plastic matrix having, at least in one portion, at least one polyurethane and, as additives, polydimethylsiloxane and silicon dioxide microparticles.

Inventors:
DELMAS DELPHINE (DE)
MATUSCHCZYK UWE (DE)
REICHERT HERMANN (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/067858
Publication Date:
March 13, 2014
Filing Date:
August 29, 2013
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
D21F3/02; D21F7/08; D21G1/00
Domestic Patent References:
WO2006054498A12006-05-26
Foreign References:
EP1609905A12005-12-28
EP2330249A12011-06-08
DE102007019960A12008-11-06
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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.

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:

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-SiO 2 -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.